2020年、新型コロナウイルスが世界を襲った。巣ごもりせざるを得なくなった。外出ができなくなってしまったのは辛い。

2020年,新冠病毒袭击了世界。我们不得不呆在家里。无法外出是非常辛苦的。

「宇宙」の外に「宇宙」はあるのか…難問への挑戦
あるとき、ふと夜空を見上げると、明るい大きな赤い星が見えた。インターネットで調べてみると、火星が地球に大接近中だとわかった。ほかの星も美しく、畏怖(いふ)の念さえ覚えた。いつどこに、どの星が見えるかが、天文学によって正確に予測されていることにも、いまさらながら感動した。人類が直面する予測のつかない事態をよそに、宇宙が規則正しく動いていることに安らぎを感じた。

宇宙之外还有宇宙吗……对于这个难题发起挑战
某一个时刻,我们突然仰望夜空,可以看见一个明亮的大大的红色星球。网上一查,就会知道火星正在快速接近地球。其它的星球非常美丽,甚至让人有一种畏惧感。什么时候,什么地方,可以看到什么星球,这都可以通过天文学进行精确的的预测。哪怕是现在这点还是让人感动。除去人类面对的无法预测的事态,宇宙按照规则正确运行,这让人有种安心感。

だが、その宇宙とて、いつまでも「いまの姿」を保っているわけではなかった。その話をするために、ツイッターの世界では「アストロケイティ(@AstroKatie)」として知られるユニークな理論宇宙物理学者、ケイティ・マックが、宇宙の終焉についての本を準備していたのだった。
それが、今回、翻訳に携わることになった『宇宙の終わりに何が起こるのか』だ。

不过宇宙也不是永远能够保持现在的姿态。为了谈这个话题,准备了推特世界以“@AstroKatie”这个名字为人所知的独特的理论宇宙物理学家凯迪·马克的关于宇宙终焉的书。
这就是我这次参与翻译的“宇宙的终点会发生什么”这本书。

絞られた宇宙終焉シナリオ
さて、マックによれば、現在の物理学では、現時点で最善の観測データと矛盾しない宇宙終焉シナリオは数種類に絞られるという。
『宇宙の終わりに何が起こるのか』では、ビッグクランチ(収縮してつぶれる)、熱的死(膨張してすべての活動の停止にいたる)、ビッグリップ(急激に膨張してズタズタになる)、真空崩壊(真の真空の泡に突然包まれて完全消滅する)、ビッグバウンス(収縮と膨張を周期的に繰り返す)の5種類が紹介される。順に、「終末シナリオその1」から「その5」までだ。

宇宙终焉的几个剧本
那么根据马克所言,现在的物理学和现在最佳的观测数据不产生矛盾的宇宙终焉剧本有几个种类。
“宇宙的终点会发生什么”这本书中,介绍了大坍缩、热寂、大撕裂、真空衰变、大反弹这五个结局。按照顺序命名为终末剧本1到5。

終末シナリオ1から3は、宇宙の膨張を加速させている謎のエネルギー、すなわち、ダークエネルギーの違いに対応している。ダークエネルギーの性質にはさまざまな予測があり、それらを名前やパラメータで区別する。
特に、ダークエネルギーの圧力をエネルギー密度で割った値を「w」とよぶ。このwが、宇宙膨張を記述する一般相対性理論の方程式の挙動を左右する。

终末剧本1到3取决于让宇宙膨胀加速的谜之能量即暗能量的多少。暗能量的性质有着各种各样的预测,按照名字和参数来区别。
特别是将暗能量的压力除以能量密度的数值被称为“w”。这个w影响描述宇宙膨胀的广义相对论方程。

wが「マイナス3分の1」より大きい場合、膨張のペースは減速していく。符号が反転するほど大きくなると、急激な収縮を起こし、シナリオ1の「ビッグクランチ」になる。
wが「マイナス1」と「マイナス3分の1」のあいだなら、ゆるやかな加速膨張がつづき、最後に「熱的死」にいたるシナリオ2に相当する(現在の観測データからは、wは10パーセントほどの誤差で「マイナス1」なので、シナリオ2が有力視されている)。

w比“-1/3”大的情况,膨胀得到速度就会减速。当数字大到反转符号的时候,就会发生剧烈的收缩,这就是剧本1的大坍缩。
w在“-1”到“-1/3”之间时,就会慢慢加速膨胀,最终就会陷入热寂,这和剧本2相当。

そしてwが「マイナス1」よりも小さい場合には、シナリオ3の「ビッグリップ」にいたる。このタイプのダークエネルギーは、「ファントムエネルギー」とよばれている。
ダークエネルギーの性質から「宇宙の未来」が予測できるのも、一般相対性理論のおかげであり、アインシュタインの偉大さが改めて痛感される。

然后w比“-1”小的情况,就会发生剧本3的大撕裂。这个情况下暗能量被称为幻影能量。
从暗能量的性质来预测宇宙的未来要靠广义相对论,再次让人感受到爱因斯坦的伟大。

「真の真空」か「偽の真空」か
シナリオ4の「真空崩壊」は、ダークエネルギーによる終焉とはまったく違う。現在の真空は、安定な「真の真空」ではなく、不安定な「偽の真空」でしかない可能性が、2012年のヒッグス粒子の発見で高まってきたのだ。

真的真空,还是假的真空
剧本4的真空衰变和暗能量影响的终焉完全不同。现在的真空不是安定的真正的真空,而是只是不安定的虚假的真空的可能性随着2012年发现希格斯粒子而越来越高。

マックが「真空崩壊の現実味が上がってきたぞ」と感じているのはそのためである。いつでも「真の真空」への移行が突然起こって、物理法則が急変し、いま存在しているものはすべて崩壊してしまうかもしれないという。
シナリオ5は、宇宙がやがて収縮して、ビッグバン的な特異点にいたると、跳ね返ってふたたび膨張するという「ビッグバウンス」だ。この収縮とバウンスは何度も繰り返す可能性があり、「サイクリック宇宙論」とよばれるものの一つだ。

所以马克才对于真空衰变感受了现实感。任何时候衰落到真的真空的事情都可能突然发生,物理法则可能会发生剧变,现在存在的事物可能会全部崩溃掉。
剧本5的大反弹,描述了宇宙最终会坍缩为大爆炸那样的奇点,然后重新反弹开始膨胀。这个收缩和反弹有可能不断重复,这是一种循环宇宙理论的一种。
原创翻译:龙腾网 http://www.ltaaa.cn 转载请注明出处


「前の宇宙」と「今の宇宙」
その最有力候補である超弦理論の一種、「ブレーンワールド」宇宙モデルでは、四次元時空のほかに高次元が存在し、この宇宙は高次元空間に浮かぶ「ブレーン」という膜のようなものだとする。
このようなブレーン宇宙どうしの衝突としてビッグバンを説明するのがエキピロティック宇宙モデルだ。衝突のエネルギーから物質が生まれ、その際にビッグバンの状態になったという。この宇宙論の最新版では、前の宇宙の情報が存続することもありうるというから興味深い。

过去的宇宙和现在的宇宙
最有力候补是超弦理论的一种,膜宇宙模型。存在比四维时空更高维度的空间,这个宇宙是漂浮在高维空间中的膜。
这样的膜宇宙之间发生碰撞,就可能发生大爆炸。碰撞的能量中就会诞生物质,这就是大爆炸的状态。这个宇宙论的最新版本中提示之前宇宙的情报也可能存在,非常让人感兴趣。

永久不滅の「マザー宇宙」!?
マックが論じていないものの一つに、「多宇宙説」がある。
量子論の多世界説は、量子効果で無数の世界が生まれるという説だが、宇宙論では、インフレーションは永遠に続くとする永久インフレーションの観点から、無限に膨張を続ける宇宙の中に、泡宇宙が無数に生まれており、この宇宙もその一つだとする説がある。

永远不灭的母宇宙!?
马克没有讨论的一个是多重宇宙假说。
量子理论的多重宇宙学说中,认为量子效果会诞生无数的宇宙。按照宇宙学说,这种膨胀会永远持续,泡沫宇宙会不断生成,这个宇宙也就是其中之一。

この立場では、個々の泡宇宙は終焉を迎えるが、永久インフレーションを続けるマザー宇宙は不滅だということになりそうだ。量子論の多世界と宇宙論の多宇宙が同じなら、この宇宙が滅びたあとに、そっくりな歴史が繰り返される永劫回帰的シナリオも、別の泡宇宙でそっくりな歴史が繰り返されるかたちで実現するかもしれない。量子論の多世界説では、よく似ているが細部が異なる並行世界が多数存在するからだ。
この宇宙が滅んでも、別の泡宇宙でよく似た世界が存続しているかもしれないと思うと面白い。

基于这个立场,单独的泡沫宇宙会迎来终结,但是膨胀会永远持续,母宇宙是永恒不灭的。如果量子理论里的多重世界和宇宙理论里的多重宇宙是一样的话,这个宇宙毁灭后,有着完全一样历史的别的泡沫宇宙有可能诞生。这个永远重复的剧本也是存在的也说不定。这和量子理论的多重世界学说非常类似,不过这里存在很多细节不同的平行世界。
这个宇宙就算毁灭了,别的泡沫宇宙中也许也有存在非常类似的世界。想到这点,就觉得很有趣。

科学を使って「物語」をつくり上げる
今後の観測でデータが蓄積され、理論もさらに向上するだろう。「宇宙の未来」に関する予測も書き換えられるだろう。
宇宙の未来を科学で予測するとき、私たちは科学を使って物語をつくり上げているのだと思う。自らの限界を超越して、「永遠」というものに手を届かせたいと願う人間の取り組みの一つだ。

使用科学来创作故事
今后随着观测数据的积累,理论还会继续发展的。对于宇宙未来相关的预测也会改变的吧。
通过科学来预测宇宙的未来时,我们是在使用科学来创作故事。超越自己的极限,想要抵达人类无法企及的永恒。这就是其中的一种努力。

かつて人類は神話をもっていた。いま、神話をもたない人が多いが、たとえばスケールの大きなSF物語にはまるのは、そこに感応できるものがあって、価値観や指針を与えてくれるからではないだろうか。
マックが描く宇宙の物語も、人間よりもスケールの大きな何かがここにあるよ、と示してくれている。

过去人类有着神话传说。现在很多人不看神话了,不过比如那种规模宏大的科幻故事中也有让我们感动的地方吧。也有有可能改变我们的价值观和行动指针吧。
马克描绘的宇宙故事,展示了比人类更大宏大的叙事。