物理学の「2024年問題」タイムトラベル論争も時間の問題？その１

林信吾（作家・ジャーナリスト）

林信吾の「西方見聞録」

 【まとめ】

・物理学の世界では、「2024年は量子コンピューターの実用化に大きく前進する年となる」との予測が出ている。

・量子もつれという現象を利用したのが量子コンピューターである。

・量子理論は、物体と時計とが、量子もつれの関係にあるのだと考えた。

　

今、タイムトラベル論争が熱い！

……唐突になにを言い出すのか、と思われた向きもあろうが、物理学の方面では、

「2024年は量子コンピューターの実用化に大きく前進する年となる」

という予測とともに、時間とはなにか、タイムマシンは実現可能なのか、という古くて新しい命題に、なんらかの回答が示されるかも知れない、と期待をもって見守る人が増えてきているのだ。

どちらの命題も、量子がキーワードとなっている。

文部科学省の資料によると、量子とは粒子と波の性質を併せ持った、とても小さな物質やエネルギーの単位で、少し前までは物質の最小単位と考えられてきた原子や、その原子そのものを構成する電子、陽子、中性子など、さらには光を粒子と見た場合のニュートリノなども量子と定義される。

今年に入ってから、イタリアのフィレンツェ大学など複数の機関に籍を置く研究者たちが、時間とはなにか、という命題に対する、画期的な理論モデルを提唱し、各国の研究機関が検証を始めている。

それによると、時間とは物理的現象の基礎をなすものではなく、量子もつれが産み出した副産物なのでは、という可能性が示唆された。

量子には実は、非常に面白い性質があって、ふたつの量子はどんなに離れた場所にあっても、相互に影響を与えあっており、一方を乱すと、同時にもう一方も影響を受ける。この現象を量子もつれと呼ぶ。

アインシュタインの一般相対性理論（これについては、後述）によれば、時間とは宇宙の構造に組み込まれたもので、時空という物理的現実として認識される。そして、時間の流れとは速度や重力によって変化することから、時空を飛び越えるタイムスリップも理論的には実現可能だ。

これに対して量子理論は、時間とは可変的なものではなく、単に物体の外にある時計を通じてしか認識できないので、言い換えれば物体と時計とが、量子もつれの関係にあるのだと考えた。

イタリアの研究チームは、小さな磁石のシステムを「時計」、バネのように振動するシステムを「変化する物体」として、両者が量子もつれの関係にあるとのシミュレーションを行ったのだという。つまり現状は、机上で導き出された計算結果に過ぎないため、各国の研究機関が検証を急いでいる、というわけだ。