ワームホールの仕組み — 時空を打ち破る：英語学習ノート

If you saw a wormhole in reality,

もし現実でワームホールを見たとしたら、

it would appear round,

それは丸く、

spherical,

球形で、

a bit like a black hole. フレーズ

少しブラックホールに似ているでしょう。

Light from the other side

反対側からの光が

passes through

通り抜け、

and gives you a window 慣用句

遠く離れた場所への

to a far-away place.

窓を与えてくれます。

Once crossed,

一度通り抜ければ、

the other side comes fully into view フレーズ

反対側が完全に視界に入り、

with your old home now receding

かつてのあなたの故郷は

into that shimmering spherical window.

その輝く球形の窓の中へと遠ざかっていきます。

But are wormholes real

しかし、ワームホールは本物なのでしょうか、

or are they just magic

それとも物理や数学を装った

disguised as physics and math? フレーズ

ただの魔法なのでしょうか？

If they are real,

もし本物だとしたら、

how do they work

どのように機能し、

and where can we find them?

どこで見つけられるのでしょうか？

For most of human history, 話の流れ

人類の歴史の大部分において、

we thought space was pretty simple,

私たちは空間を非常に単純なものだと考えていました。

a big flat stage 慣用句

宇宙の出来事が展開される

where the events of the universe unfold.

大きくて平らな舞台だと。

Even if you take down the set

たとえ惑星や星といった

of planets and stars,

セットを取り払ったとしても、

there's still something left.

そこにはまだ何かが残ります。

That empty stage is space

その空っぽの舞台が空間であり、

and it exists,

それは存在し、

unchanging and eternal.

不変で永遠のものです。

Einstein's theory of relativity changed that.

アインシュタインの相対性理論はそれを変えました。

It says that space and time

それは空間と時間が

make up that stage together 句動詞

一緒になってその舞台を作り上げており、

and they aren't the same everywhere.

どこでも同じというわけではないと述べています。

The things on the stage

舞台の上にあるものが

can affect the stage itself,

舞台そのものに影響を与え、

stretching and warping it.

それを引き延ばしたり歪めたりできるのです。

If the old stage was like unmoving hardwood, 話の流れ

もし古い舞台が動かない硬い木材のようなものだとしたら、

Einstein's stage is more like a waterbed.

アインシュタインの舞台はウォーターベッドのようなものです。

This kind of elastic space

この種の弾力性のある空間は

can be bent and maybe even torn

曲げることができ、もしかすると引き裂いて

and patched together, 句動詞

繋ぎ合わせることもできるかもしれません。

which could make wormholes possible.

それがワームホールを可能にするかもしれないのです。

Let's see what that would look like in 2D.

それが2Dでどのように見えるか見てみましょう。

Our universe is like a big flat sheet.

私たちの宇宙は大きな平らなシーツのようなものです。

Bent in just the right way, 文法

ちょうど適切な方法で曲げられれば、

wormholes could connect two very,

ワームホールは2つの非常に、

very distant spots

非常に遠く離れた場所を

with a short bridge

短い橋で結ぶことができ、

that you could cross almost instantaneously,

ほぼ瞬時にそこを渡ることができ、

enabling you to travel the universe 文法

光の速度よりもさらに速く

even faster than the speed of light.

宇宙を旅することを可能にします。

So, where can we find a wormhole?

では、ワームホールはどこにあるのでしょうか？

Presently, only on paper. 慣用句

現在のところ、紙の上だけです。

General relativity says they might be possible,

一般相対性理論はそれらが可能かもしれないと述べていますが、

but that doesn't mean they have to exist. 文法

だからといって必ず存在するという意味ではありません。

General relativity is a mathematical theory.

一般相対性理論は数学的な理論です。

It's a set of equations

それは多くの可能な答えを持つ

that have many possible answers,

方程式の集まりですが、

but not all math describes reality. 文法

すべての数学が現実を記述するわけではありません。

But they are theoretically possible

しかし、理論的には可能であり、

and there are different kinds.

さまざまな種類が存在します。

The first kind of wormholes

理論化された

to be theorized were Einstein-Rosen bridges.

最初のワームホールはアインシュタイン・ローゼン橋でした。

They describe every black hole

それらはすべてのブラックホールを

as a sort of portal

無限の平行宇宙への

to an infinite parallel universe.

一種のポータルとして記述しています。

Let's try to picture them in 2D again.

再び2Dでそれらを想像してみましょう。

Empty space-time is flat

空の時空は平らですが、

but curved by objects on it.

その上の物体によって曲げられます。

If we compress that object,

もしその物体を圧縮すれば、

space-time gets more curved around it.

その周りの時空はさらに曲がります。

Eventually,

最終的に、

space-time becomes so warped 文法

時空はあまりにも歪んでしまうため、

that it has no choice フレーズ

ブラックホールに崩壊する

but to collapse into a black hole.

以外に選択肢がなくなります。

A one-way barrier forms,

一方通行の障壁が形成されます。

the event horizon, 文化背景

事象の地平面です。

which anything can enter 話の流れ

何でも入ることはできますが、

but nothing can escape,

何も逃げ出すことはできず、

trapped forever at the singularity

その中心にある特異点に

at its core.

永遠に閉じ込められます。

But maybe there is no singularity here.

しかし、ここには特異点がないかもしれません。

One possibility is that the other side

一つの可能性として、事象の地平面の

of the event horizon

反対側は、

looks a bit like our universe again,

再び私たちの宇宙に少し似ていますが、

but mirrored upside down

上下が逆の鏡のようになっており、

where time runs backwards.

そこでは時間が逆行しているというものです。

In our universe,

私たちの宇宙では、

things fall into the black hole.

物がブラックホールに落ち込みます。

In the parallel universe

時間が逆行する

with backwards time,

平行宇宙では、

the mirror black hole

鏡のブラックホールが

is spewing things out, 句動詞

物を吐き出しており、

a bit like a big bang.

少しビッグバンのようです。

This is called a white hole.

これはホワイトホールと呼ばれます。

Unfortunately,

残念ながら、

Einstein-Rosen bridges can't actually be crossed.

アインシュタイン・ローゼン橋は実際には渡ることができません。

It takes an infinite amount of time 文法

反対の宇宙に渡るには

to cross over to the opposite universe

無限の時間がかかり、

and they crimp shut in the middle. フレーズ

しかも途中で閉じてしまいます。

If you go into a black hole,

もしブラックホールに入ったとしても、

you won't become the stuff

ホワイトホールから

coming out of the white hole.

出てくるものにはなれません。

You'll only become dead.

あなたはただ死ぬだけです。

So, to travel the cosmos

ですから、瞬きする間に

in the blink of an eye, 慣用句

宇宙を旅するためには、

humans need a different kind of wormhole,

人類には別の種類のワームホール、

a traversable wormhole.

つまり通過可能なワームホールが必要です。

If string theory or one 文法

もしひも理論や

of its variations is the

そのバリエーションの一つが

correct description of our universe,

私たちの宇宙の正しい記述であるなら、

then we could be lucky

私たちは運が良ければ、

and our universe might even

私たちの宇宙にはすでに

have a tangled web 慣用句

無数のワームホールの

of countless wormholes already.

絡み合った網目があるかもしれません。

Shortly after the Big Bang,

ビッグバンの直後、

quantum fluctuations in the universe

宇宙における極小スケール

at the smallest scales,

（原子よりもはるかに小さい）

far, far smaller than an atom, 文法

での量子ゆらぎが、

may have created many,

多くの、

many traversable wormholes.

多くの通過可能なワームホールを作ったかもしれません。

Threaded through them are strings, 文法

それらを貫いているのが

called cosmic strings.

宇宙ひもと呼ばれるひもです。

In the first billionth of

ビッグバン後の

a trillionth of a second

1兆分の1秒の

after the Big Bang,

さらに10億分の1秒の間に、

the ends of these tiny,

これらの非常に小さな、

tiny wormholes were pulled

微小なワームホールの端は

light-years apart,

何光年も引き離され、

scattering them through the universe.

宇宙中に散らばりました。

If wormholes were made

もしワームホールが

in the early universe,

初期の宇宙で作られたなら、

whether with cosmic strings

宇宙ひもであれ

or some other way,

他の方法であれ、

they could be all over,

それらはどこにでも存在し、

just waiting to be discovered.

発見されるのを待っているかもしれません。

One might even be closer 文法

私たちが気づいている以上に

than we realize.

近くにあるかもしれません。

From the outside,

外側から見ると、

black holes and wormholes

ブラックホールとワームホールは

can look very similar,

非常に似て見えることがあり、

leading some physicists to suggest 文法

一部の物理学者は

the supermassive black holes

銀河の中心にある

in the center of galaxies

超大質量ブラックホールは

are actually wormholes.

実はワームホールであると示唆しています。

It will be very hard

とはいえ、それを確かめるために

to go all the way

はるばる

to the center of the Milky Way

天の川銀河の中心まで

to find out, though,

行くのは非常に難しいでしょうが、

but that's okay.

それは大丈夫です。

There might be an equally

私たちがワームホールを手に入れるための

extremely hard way to get 慣用句

同じくらい極めて困難な方法が

our hands on a wormhole.

あるかもしれません。

We could try to make one.

私たちが作ろうと試みるのです。

To be traversable and useful,

通過可能で役立つためには、

there are a few properties

ワームホールに持っていてほしい

we want a wormhole to have. 文法

いくつかの性質があります。

First,

第一に、

it must obviously connect

それは明らかに

two distant parts of space-time,

時空の離れた2つの部分、

like your bedroom and the bathroom,

例えばあなたの寝室とバスルーム、

or Earth and Jupiter.

あるいは地球と木星などを結んでいる必要があります。

Second,

第二に、

it should not contain

双方向の移動を妨げるような

any event horizons,

事象の地平面を

which would block two-way travel.

含んでいてはいけません。

Third,

第三に、

it should be sufficiently sized 文法

重力が人間の旅行者を

so that the gravitational forces

殺さないように、

don't kill human travelers.

十分な大きさであるべきです。

The biggest problem we have

私たちが解決しなければならない

to solve is keeping our wormholes open.

最大の問題は、ワームホールを開いたままにすることです。

No matter how we make wormholes, 文法

どのようにワームホールを作っても、

gravity tries to close them.

重力はそれを閉じようとします。

Gravity wants to pinch it closed フレーズ

重力はそれを挟み潰して

and cut the bridge,

橋を切り離し、

leaving only black holes

両端にブラックホールだけを

at the ends.

残そうとします。

Whether it's a traversable wormhole 文法

それが私たちの宇宙に両端がある

with both ends in ours

通過可能なワームホールであれ、

or a wormhole to another universe,

別の宇宙へのワームホールであれ、

it will try to close

それを支えて開いたままにする

unless we have something 文法

何かがなければ、

propping it open.

それは閉じようとします。

For very old string theory wormholes,

非常に古いひも理論のワームホールの場合、

that's the cosmic string's job.

それは宇宙ひもの役割です。

For man-made wormholes,

人工のワームホールの場合、

we need a new ingredient, 慣用句

私たちは新しい材料を必要とします。

exotic matter.

エキゾチック物質です。

This isn't anything like

これは私たちが地球で見つけるような

we find on Earth

どんなものとも、

or even antimatter.

さらには反物質とも違います。

It's something totally new

それはまったく新しく、

and different and exciting

異なっていて、刺激的で、

with crazy properties

これまでに見られた

like nothing that's ever 文法

いかなるものとも違う

been seen before.

クレイジーな性質を持っています。

Exotic matter is stuff

エキゾチック物質とは、

that has negative mass.

負の質量を持つ物質のことです。

Positive mass,

正の質量は、

like people and planets

人や惑星、

and everything else in the universe,

宇宙の他のあらゆるものと同様に、

is attractive because of gravity.

重力により引き合います。

But negative mass would be repulsive. 語彙

しかし、負の質量は反発します。

It would push you away.

あなたを押し離すのです。

This makes a kind of anti-gravity

これはワームホールを支えて開く

that props open our wormholes. フレーズ

反重力のようなものを作ります。

And exotic matter must exert フレーズ

そしてエキゾチック物質は、時空を押し広げるために

enormous pressure to push space-time open,

莫大な圧力をかけなければならず、

greater even than the pressure

それは中性子星の中心にある圧力よりも

at the centers of neutron stars.

さらに大きいものです。

With exotic matter,

エキゾチック物質があれば、

we could weave space-time however 慣用句

私たちは自分たちが適切と思うように

we see fit.

時空を織り上げることができます。

We may even have a candidate

私たちはこのエキゾチック物質の

for this exotic matter,

候補すら持っているかもしれません。

the vacuum of space itself.

宇宙の真空そのものです。

Quantum fluctuations in empty space

空の空間の量子ゆらぎは、

are constantly creating pairs

絶えず粒子と反粒子の

of particles and antiparticles

ペアを作り出していますが、

only for them to be annihilated 文法

それらは一瞬後には

an instant later.

対消滅してしまいます。

The vacuum of space is boiling 慣用句

宇宙の真空はそれらで

with them and we can already

沸き立っており、私たちはすでに

manipulate them to produce an effect

それらを操作して、私たちが探している

similar to the negative mass

負の質量に似た

we're looking for.

効果を生み出すことができます。

We could use this to stabilize

私たちはこれを使って

our wormholes.

ワームホールを安定させることができます。

Once we're keeping it open,

一旦それを開いたままにできれば、

the ends would start together,

端は一緒に始まるので、

so we'd have to move them

それらを興味深い場所へ

around to interesting places.

動かさなければなりません。

We could start by wiring 文法

手始めに太陽系を

the solar system,

結ぶことから始め、

leaving one end of each

各ワームホールの片方の端を

wormhole in orbit around the Earth.

地球の軌道上に残すことができます。

We could fling others into deep space.

他を深宇宙に放り投げることもできます。

The Earth could be a wormhole hub

地球は、光年を超えて広がる

for a vast interstellar human civilization

広大な星間人類文明のための

spread over light-years,

ワームホールのハブになることができますが、

but only a wormhole away. 慣用句

それはワームホールひとつ分離れているだけです。

However,

しかしながら、

wormholes have a dark side. 慣用句

ワームホールには暗い側面があります。

Even opening a single wormhole

たった1つのワームホールを開くことすら、

kind of breaks the universe 意図と語調

ある意味で宇宙を

in fundamental ways,

根本的な方法で壊してしまい、

potentially creating time travel paradoxes

タイムトラベルのパラドックスを引き起こし、

and violating the causal structure

宇宙の因果構造を

of the universe.

破る可能性があります。

Many scientists think that this

多くの科学者は、このことは

not only means they should 文法

それらを作るのが不可能であるべきだという

be impossible to make,

ことだけでなく、

but that it's impossible

それらが存在すること自体が

for them to exist at all.

不可能であることを意味すると考えています。

So, for now,

ですから、今のところ、

we only know that wormholes

私たちはワームホールが

exist in our hearts 話の流れ

私たちの心の中と、

and on paper in the form of equations.

方程式の形で紙の上に存在することだけを知っているのです。