原始ブラックホールの内部には「別宇宙」が存在するとする新理論が発表 (3/3)

無数の別宇宙が、黒い点となって夜空にぶら下がっている

今回の研究により、「宇宙の暗黒物質の全量が、永遠インフレーションに入ってしまった領域から生まれた原始ブラックホールによって説明できる可能性」があることが示唆されました。

著者たちは、「インフレーションが永遠に続きやすい」という性質と、ゆらぎが大きくなるという仮定さえ受け入れれば、新しい粒子を追加しなくても、暗黒物質を説明できるかもしれないと主張しています。

言い換えると、「宇宙にある物質の8割近い重さは、別宇宙の残骸かもしれない」という、にわかには信じがたいが、とても魅力的な絵が浮かび上がります。

コラム：私たちの宇宙もブラックホールの中にあるのか？

私たちの宇宙も、どこか別の「親宇宙」のブラックホールの内側にあるのではないか――。

そんなことを真面目に考えている研究は、実際にいくつかあります。宇宙論の中でもかなり攻めたアイデアですが、きちんとした方程式の上で議論されている「ブラックホール宇宙論」と呼ばれる系統の考え方です。普通のブラックホールの教科書的なイメージでは、中心に「特異点（体積ゼロ・密度無限大の点）」ができます。しかしこのモデルでは、特異点に行く前に、反発の力によって別の宇宙につながる“ビッグバウンス（大はね返り）”が起きると考えます。私たちがいる宇宙は、そのバウンスで生まれた「子ども宇宙」であり、外側にはより大きな親宇宙があって、そこにあった巨大なブラックホールの内側でビッグバンが起きた、というイメージです。中に住んでいる私たちから見ると、それはふつうのビッグバン宇宙に見えます。外の親宇宙側からは、その同じ出来事が「ブラックホールの中の物質が、特異点に行かずに別の時空として広がっていった」として記述されます。ブラックホールの外と内では時間の進み方や距離の測り方がまったく違うので、小さなブラックホールの中に“別宇宙まるごと”が折りたたまれていても、数式的には矛盾しない、というのがこのタイプのモデルの面白いところです。またブラックホールの中には時間が伸び縮みしているので、親宇宙の時間から見れば一瞬の出来事でも、子宇宙の中では何十億年もの宇宙史が進んでいる、という絵もよく語られます。

もちろん、このシナリオはまだ完成版ではありません。

著者たち自身も、論文の最後で改善の余地は多いと述べています。

たとえば、ゆらぎの分布や、インフレーションの終わり方がもっと複雑な場合、あるいは別の質量の原始ブラックホールを同じ枠組みで扱う場合など、検討すべきケースはたくさん残されています。

それでも、この研究には大きな意義があります。

一つは、「暗黒物質＝未知の粒子」という固定観念をやわらげ、「宇宙初期のダイナミクスそのものから暗黒物質が生まれたかもしれない」という新しい視点を提示した点です。

もう一つは、永遠インフレーションのような“遠い”理論を、具体的な観測計画と結びつけ、「この周波数帯に、このくらいの強さの重力波があれば、このシナリオを強く支持できる」と定量的に語っている点です。

もしこのシナリオが本当なら、銀河のまわりに見えない雲のようにまとわりついている暗黒物質は、すべて「閉じ込められた別宇宙」の集合体ということになります。

私たちが夜空を見上げるとき、その背景には無数の宇宙が、黒い点となって静かにぶら下がっているのかもしれません。

もしかしたら未来の世界では、「宇宙にある物質の8割は、別宇宙の重さだった」と、さらりと教科書に書かれているかもしれません。