[論文レビュー] Cosmological thinking: cultural heritage and challenge

Orfeu Bertolami|arXiv (Cornell University)|Jan 23, 2010

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 28被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、古代の創造神話から現代の科学的宇宙論に至るまでの宇宙理解の進化を検討し、人類が宇宙を理解するための文化的・知的旅路を強調している。物理的・技術的制約があるにもかかわらず、観測宇宙論により電磁的および力学的観測を通じて、我々は宇宙を遠隔的に探査できると主張している。

ABSTRACT

The limitations of current technology do not allow one to foresee the expansion of the humankind beyond our planet for at least a few decades. Furthermore, the laws of physics, as for as they are known, preclude any form of traveling beyond the speed of light, as well as any viable and stable space-time shortcuts (wormholes, warp-drives, etc) that would facilitate cosmic traveling. Given the vastness of the Universe these are insurmountable obstacles for any {\it in situ} exploration of the cosmos beyond our most immediate cosmic neighbourhood. Nevertheless, the Universe is transparent and contains countless sources of visible light. Actually, in the last decades, technological developments have made possible to observe the cosmos throughout most of the electromagnetic spectrum as well as to perform dynamical studies that allow perceiving the presence of invisible components such as black holes, dark matter and dark energy. In this respect, humankind has then been given the opportunity to unravel the inner workings of the cosmos and through this process be part of the cosmic habitat. In this contribution various forms of cosmological thinking will be discussed, from some myths of creation till some of the latest scientific discoveries.

研究の動機と目的

• 神話的起源から現代の科学的宇宙論に至るまでの宇宙論的思考の歴史的発展をたどること。
• 文化的・哲学的枠組みが、さまざまな文明における人類の宇宙理解にどのように影響を与えてきたかを検討すること。
• 恒星間旅行の可能性を評価し、物理的制限を克服するためのロボット探査の役割を検討すること。
• 宇宙論的発見が人類の自己認識および地球外生命の探求に与える影響を評価すること。

提案手法

• シュメール、ヘブライ、ギリシャ、インダス、中国、ガラニ族の伝統を含む、さまざまな文明における歴史的宇宙生成神話と神話的創造物語の分析的レビュー。
• アリストテレス、アリスタルクス、コペルニクスらの重要な人物の歴史的・哲学的分析を通じて、地動説と日動説モデルを形成した経緯の検討。
• 一般相対性理論とエネルギー条件を用いて、仮説的な推進技術（ワームホール、ワープドライブ、重力制御）の物理的妥当性を批判的に評価。
• フォン・ノイマン探査機を、銀河を自己複製するロボット探査の理論的モデルとして評価。
• ドレイク方程式の前提条件と観測的制約を用いて、宇宙における生命の可能性を推定。
• 物理法則の普遍性の原則を応用し、好都合な条件下では生命が共通して出現すると考える根拠を提示。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 さまざまな文化における創造神話は、どのように人間中心的かつ目的志向的な宇宙像を反映しているか？
• RQ2 現代の宇宙論の基盤的仮定は、どの程度古代の宇宙論的推論に由来しているか？
• RQ3 なぜ、光より速い旅行やワームホールやワープドライブのような安定した時空の短絡的経路は、物理的に不実用的とされるのか？
• RQ4 検出可能なフォン・ノイマン探査機が存在しないということは、高度な地球外文明が存在しないか、それとも内在的なリスクを避けるために指数的拡張を回避しているということを意味するのか？
• RQ5 物理法則の普遍性は、好都合な条件下では生命が共通の結果として出現すると考える根拠をどのように支持するのか？

主な発見

• 現在の物理学の法則によれば、光より速い旅行や、ワームホールやワープドライブのような安定した時空の短絡的経路は物理的に不可能である。
• 欧州宇宙機関（ESA）の助成を受けて実施された重力制御の研究では、既知のエネルギー条件のもとでは物理的に実現不可能であると結論付けられている。
• 0.1cの速度で移動する場合、フォン・ノイマン探査機は理論的には2億年以内にミルキーウェイを植民化できる可能性があり、指数的拡大が急速に実現可能である。
• 検出可能な自己複製型探査機が存在しないということは、それらの文明が存在しないか、あるいは内在的なリスクを避けるために指数的拡張を回避している可能性を示唆している。
• 物理的および化学的法則の普遍性から、好都合な条件下では生命が出現する可能性があり、これは宇宙全体に広く存在する可能性を示唆している。
• 技術的・物理的制約があるにもかかわらず、観測宇宙論により人類は宇宙を詳細に研究でき、宇宙理解における能動的参加者として位置づけられている。