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重力とは何か？ニュートンから量子重力理論まで
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量子重力と物理学の統一 現代物理学は、きわめて成功を収めてきた二つの柱の上に成り立っている――しかしそれらは、根本的に両立しない framework に属している。量子力学は現実の最小スケールを支配し、粒子を確率として、相互作用を量子化された出来事として記述する。一方、一般相対性理論は重力を時空そのものの smooth な曲がりとして捉え、宇宙的スケールにおいて卓越した説明力を発揮する。両理論はそれぞれの領域では正しいが、共存を強いられると数学的な paradox に直面し、理論は破綻してしまう。 問題が顕在化するのは極限的な状況においてである。ブラックホール、ビッグバン、そしてプランクスケールでは、時空は量子力学的に揺らぐと予想されるが、一般相対性理論は時空を連続的かつ決定論的なものとして扱う。実際、1992年頃から指摘されてきたように、重力を従来の手法で量子化しようとすると計算は無限大に発散してしまう。これは単なる技術的困難ではなく、理論的 structure 自体が不完全であることを示唆している。 量子重力理論は、より深い記述を目指す――そこでは時空そのものが、もはや基本的な存在
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