行き来できる並行宇宙ネットワークの理論モデルが発表 (3/3)

並行宇宙ネットワークがひらく物理と情報の未来

この研究のいちばん大きな意義は、「並行宇宙をつなぐ」という、これまで空想の世界で語られてきたアイデアを、まじめな物理の言葉で理論として書き下ろしたところにあります。

しかも、ただ好き勝手に宇宙をくっつけたのではなく、エネルギー保存や因果律といった教科書レベルの基本ルールを崩さずに、複数の宇宙をネットワークとして取り扱えることを示したのです。

ネットワークの一本一本を「宇宙」と読み替えることで、「宇宙どうしをどうつなげば安全か」というルールブックを作った、と言い換えることもできます。

また、このモデルは「エネルギー条件」という点でも特筆すべきです。

一般に、通り抜け可能なワームホールの多くは、負のエネルギーを持つような奇妙な物質を必要とし、現実に存在できるのかどうかが疑わしいとされています。

それに対して今回の並行宇宙ネットワークでは、ネットブレーン上の物質のエネルギー密度や圧力が、弱エネルギー条件やヌルエネルギー条件と呼ばれる通常の制限をすべて満たすように設計されています。

つまり、「変な物質」に頼らなくても、理論の中では並行宇宙間の“行き来”が可能であることを示したわけで、これは通り抜け可能ワームホールとは異なる、新しいタイプの「つながった宇宙」の例と言えます。

著者たちの言い方を借りれば、「ワームホールにありがちな奇妙なエネルギーではなく、教科書に載っているふつうの物質だけで並行宇宙をつなぐ」ことに成功した例だ、というわけです。

さらに重要なのは、「宇宙をネットワークとして見る」という新しい視点自体です。

論文では、量子もつれの量を使ってネットワークの複雑さを測る「ネットワークエントロピー」が定義され、そのうち二つはエネルギースケールを下げていくと単調に小さくなることが確かめられています。

これは、結び目の自由度がだんだん減っていく様子を表しており、ネットワークの「節の重さ」や「配線の情報量」を定量的に測る新しい物差しになっています。

将来的には、物理のネットワークと、情報処理で使われるニューラルネットワークなどの概念が、どこかでつながってくる可能性も感じさせます。

もちろん、今回の研究はあくまで理論的な模型であり「並行世界に行く転位装置を開発した」というものではありません。

それでも著者たちは、今後の応用としていくつかの方向性を示しています。

一つは、ブラックホール情報問題への応用です。

論文では、「重力がはたらく宇宙」と「重力を持たない浴槽のような宇宙」をネットブレーンでつなぎ、ブラックホールから出ていく放射がどのように別宇宙へ逃げていくのかを調べるための基礎モデルとして利用できることが議論されています。

これにより、「情報は本当に失われるのか」「どのような条件で“情報の島”のような領域が現れるのか」といった難問を、より扱いやすい形で考え直せる可能性があります。

もう一つの方向性は、実在するネットワークへの応用です。

集積回路チップの上で電子や振動が伝わる様子や、脳の中で神経細胞どうしがつながって信号が流れる様子など、現代科学には「線と点からなるネットワーク」があふれています。

論文のでも、こうした物理系や神経ネットワークに今回の枠組みを応用できないかという展望が述べられています。

実際、最近の研究では、交差する線に沿ったエネルギー輸送や、複雑なネットワーク上での特殊な量子状態が話題になっており、ここで発展したホログラフィー的な手法が、それらを理解する新しい視点を与えるかもしれません。

もしかすると、未来の科学雑誌には「宇宙そのものも巨大なネットワーク」という見方が常識として紹介されているかもしれません。