物理学者を対象としたこれまでに実施された最大規模の世界的調査により、現代物理学における最大の疑問のいくつかがいかに未解決のままであるかが明らかになった。研究者らは、ブラックホールや暗黒物質から、アインシュタインの重力理論と量子力学を調和させるための長年にわたる取り組みに至るまで、さまざまなテーマについて驚くほど一致点が少ないことを発見した。
ΛCDM (ラムダ冷暗黒物質) として知られる宇宙論の標準モデルでさえ、大多数の回答者から支持を得ることができませんでした。この結果は、暗黒エネルギーが時間の経過とともに変化する可能性があることを示す、暗黒エネルギー分光装置 (DESI) の最近の発見を反映している可能性があります。このような可能性は、暗黒エネルギーが一定のままであるとする標準モデルに矛盾します。
そして、宇宙論は物理学者が意見を異にした唯一の分野の 1 つでした。
標準的な対応は広範な支持を得ることができていない
「最も興味深い結果は、少数の『標準的な回答』が基礎物理学で多くの支持を得ているが、そのほとんどが多数派には達していないということだ。興味深い点は、物理学者が混乱していないことだ。これはフロンティアが本当に生きているということだ」とボテロ研究所のニアエシュ・アフショルディ准教授は言う。
アフショーディ氏は、共著者のフィル・ハーパー氏およびアメリカ物理学会とともに研究を主導した。 物理学ジャーナル。
調査に含まれた質問のうち、過半数に同意したのは 2 人だけでした。
そのうちの 1 つはビッグバンに関係しています。大衆文化におけるビッグバンの描かれ方にもかかわらず、調査対象となった物理学者の68%は、ビッグバンは必ずしも時間の始まりを表すものではないと述べた。その代わりに、この理論は宇宙が非常に高温で高密度の状態からどのように形成されたかを説明しています。それ自体では時間に絶対的な始まりがあったのかどうかを説明することはできません。
超えられた2番目のポイントは宇宙のインフレーションでした。初期宇宙がインフレーションとして知られる非常に急速な膨張期を経験したことに同意した人はわずか51%だった。
ダークマターは開いたままです
他の多くの重要な質問については、答えはさらに分かれました。
暗黒物質はその一例です。暗黒物質はまだ発見されていない質量の粒子から構成されているという考えを支持したのはわずか 17% でした。さらに 12% が重力理論の変更を支持しました。最大の単一グループである 21% は、提供された多くの説明のいくつかの組み合わせを支持しました。
この回答の広がりは、現代宇宙論の中心的な謎の 1 つについて、いかにコンセンサスが存在していないかを示しています。
量子重力には明確な勝者はいない
物理学者たちは、量子力学の枠組み内で重力を説明できる理論を開発する試みである量子重力についても同様に意見が分かれている。
超弦理論が最も多くの支持を得ましたが、可能な解決策としてそれを選択した回答者はわずか 19% でした。リング量子重力については 12% が支持し、18% は重量がまったく量子化できない可能性を支持しました。
この結果は、数十年にわたる理論的研究を経ても、有力な答えとなる単一のアプローチは存在しないことを示しています。
なぜ紛争が物理学に良い影響を与えるのか
それでは、このような広範囲にわたる意見の相違は、この分野の将来にとって何を意味するのでしょうか?アフショーディ氏は、合意の欠如は失敗ではなく、チャンスの兆しだと考えている。
「科学の真実は投票によって決まるわけではありません。しかし、コンセンサスの有無、あるいはその欠如は、証拠がどこにあるのか、研究者が根本的に異なるアイデアの余地をまだ見ているのかを教えてくれます。この意味で、コンセンサスの欠如は鍵となる可能性があります。それは、より良いデータ、より迅速な理論、またはサブフィールド間の新しい接続がどこに必要であるかを示しています。すべてに亀裂があり、それが光が差し込む方法です。」
この発見は、物理学者が道に迷ったことを示唆するのではなく、偉大な発見がまだ可能である場所を示している。宇宙に関する最も基本的な疑問のいくつかは未解決のままであり、私たちの理解を変える新しい観察、強力な理論、予想外のアイデアの余地が残されています。
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