タイムループで「作者がいない本」や「存在しない記憶を持つ人」が出現する

第1章「アインシュタインわすれもの」がタイムトラベルの可能性を開く

アインシュタインの一般相対性理論によれば、重力は単なる「引っぱる力」ではなく空間と時間そのものをゆがめる存在として描かれます。

私たちが「時間は一定速度で進む」と感じるのは、あくまで日常の経験則にすぎず、実際には重力の強さや運動速度によって時間の進み方が変化することが実験的にも示されてきました。

たとえば地球上では、地表付近よりもわずかに高い場所へ原子時計を置くだけでも、重力の影響が少し弱まるため、時間の流れがほんの少し速まるのです。

では、こうした「重力による空間と時間の歪み」をさらに積極的に利用できれば、過去と未来がつながるような“ループ状の世界線”――つまり、始点と終点が同じ地点・同じ時刻に戻ってくる軌道を作ることは可能なのでしょうか？

一般相対性理論の方程式が示唆する答えは、理論上「イエス」です。

1949年、ゲーデルは一般相対性理論の方程式から、世界線の開始点と終結点が繋がっている閉じた世界線（時間的閉曲線）を可能にする解（ゲーデル解）を発見することに成功しました。

さらにこの発想を発展させ、巨大な質量を筒状にして高速回転させる「ティプラーの円筒」などの概念が提案されました。

これらは、回転による時空のゆがみや引きずりを利用して、未来の地点を過去の世界線に“つなぎ直す”ことで、タイムトラベルを実現できる可能性を理論的に示しています。

この理論では、大質量の物体が高速回転するときに、時空が特に強くねじれ、空間だけでなく“時間”までをも巻き込むように変形する可能性が想定されています。

これはしばしば「フレームドラッギング（frame dragging）」とも呼ばれ、回転体の重力場がまるで“回転する容器が中の液体をかきまぜる”ように、時間と空間の両方を引きずってしまう現象です。

この効果が十分に強くなると、世界線（物体の時空上の道筋）が過去と未来をループ状に結ぶ「閉じた時間的曲線（CTC）」を形成しうるのです。

イメージとしては4次元世界で球体をしていた粘土を棒状に伸ばしていって、リングを作るイメージに近いでしょう。

棒の端と端の部分が結ばれると、時空の始点が終点が重なります。

より具体的に言えば、2000年の1月1日と2020年の1月1日の時空がループしている場合、2019年12月31日の次の日は再び2000年1月1日になってしまうわけです。

このまま時間に沿って進むと同じタイムラインを何度も体験することになります。

そのためループ状で普通に時間に乗って進んでいくだけで、旅行者は過去と未来に何度も出会うことになります。

現実世界では、高速回転するブラックホールの周辺領域などで、このような奇妙な「閉じた時間的曲線（CTC）」が形成されるのではないかと考えられています。

ループする時空が安定すると、その中の歴史は永遠に循環します。

SFではタイムマシンの一部として、かなりの頻度で「回転する部品」が描かれていますが、回転が時空を過去と繋ぐとするのは理論的にも辻褄が合うのです。

もちろん、これを実現させるには負のエネルギーを持つ物質や膨大なエネルギー量など、現実的には極めて困難な条件を要するとされます。

しかし、一般相対性理論の数式の上では、回転する大質量天体や構造物が空間と時間を強引にねじ曲げ、同じ時刻に戻ってしまうループを生成するシナリオは排除されていません。

こうした研究は「通過可能なワームホール」の理論とも結びつき、活発な研究分野となっています。

ただ困ったことに、時間と空間を制御して過去と繋げることができたとしても、別の問題が起こります。

その問題は時空に関する欠点というより、むしろその中身に入っている物体や生命の活動に起因するパラドックスになります。

その代表と言えるのが「祖父殺しのパラドックス」と呼ばれるものです。

「もしこの閉じた時間曲線（CTC）の中で過去に戻って、自分が生まれる前の祖父を殺してしまったら、自分は存在しなくなるはずだ。だが、そもそも存在しないはずの“自分”はいったい誰が過去へ行ったのか？」

これはタイムトラベルを語るうえで、しばしば耳にする有名な思考実験です。

英語では “Grandfather Paradox” と呼ばれ、SFの題材としてはもちろん、哲学や物理学においても「過去へ干渉する」という行為がもたらす論理的矛盾を象徴する代表例として広く知られています。

実際、この発想は非常に刺激的で、私たちの因果律（原因と結果のつながり）に対する理解を根底から揺さぶります。

過去を変えれば未来も変わる、というのは直感的に当たり前のように思えますが、一方で「そもそも過去に戻る」こと自体が矛盾を生む可能性がある——これが祖父殺しのパラドックスの核心です。

タイムトラベルをめぐる物語では、しばしば主人公が過去を修正したり、歴史に介入したりして大騒動を引き起こしますが、現実の物理法則に照らしてみると、こうした「過去改変」が容易に認められるわけではありません。

ゲーデル解をもとに時間と空間については過去とのループを繋げられても、その中身が根本的な因果律に違反するなら、論理的破綻を起こしてしまいます。

こうして、祖父殺しのパラドックスは長らく「解決困難なSF的・哲学的パズル」であり続けました。

しかし、近年は量子力学と熱力学、さらには相対性理論をミックスした研究から、新たな視点でパラドックスに挑もうとする動きが高まっています。

そこで今回、ヴァンダービルト大学の理論物理学者のGavassino氏は「仮にCTC上を実際に旅できる宇宙船があったとしても、量子力学と熱力学が協調して、何らかの形で“矛盾”を回避してくれるのではないか」という仮説を検証することにしました。