■anond:20240919184220

「記述できない」の意味と、プランクスケールが「離散である」とされる理由

「記述できる」とはどういう意味か

物理学で「記述できる」とは、ある現象を数学的なモデルや方程式を用いて、その振る舞い、性質、将来の状態などを正確に予測したり、説明したりできることを意味します。

例えば、ニュートンの万有引力の法則は、物体の質量と距離から、その間に働く重力の大きさを正確に計算することができます。これは、重力という現象を「記述」していると言えます。

なぜ「記述できない」のか

プランクスケールよりも小さなスケールでの現象を現在の物理学で「記述できない」主な理由は以下の通りです。

• 量子力学と一般相対性理論の矛盾: 量子力学は、ミクロな世界を記述する理論で、不確定性原理など、マクロな世界とは異なる特徴を持っています。一般相対性理論は、重力や時空の構造を記述する理論で、非常に大きなスケールでの現象を扱うのに適しています。プランクスケールでは、量子効果と重力効果が同程度に重要になり、両方の理論をそのまま適用することが困難になります。
• 無限大の問題: プランクスケールで計算を行うと、存在しないはずの無限大が現れる場合があり、物理的な意味がなくなってしまうことがあります。
• 実験の限界:プランクスケールは非常に小さく、現在の技術では直接観測することができません。そのため、理論的な予測を検証することが困難です。

なぜ「記述できない」ならば「離散である」と言えるのか

プランクスケールが離散的である可能性が高いと考えられている理由として、以下の点が挙げられます。

• 量子化: 量子力学では、エネルギーや角運動量など、物理量は連続的な値ではなく、特定の離散的な値しか取ることができません。プランクスケールでも、同様の量子化が起こっている可能性があります。
• 空間と時間の最小単位: プランク長は空間の最小単位、プランク時間は時間の最小単位と考えられています。これよりも小さな単位は意味をなさず、空間と時間が離散的な構造を持っている可能性を示唆しています。

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Permalink | 記事への反応(1) | 19:00

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