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未解決宇宙論提起 1930

重力と量子力学をどう両立させるか？

一般相対論は滑らかな時空幾何を記述し、量子力学は固定背景上の確率的場を記述する。両者はプランクスケール——ブラックホール内部やビッグバン——で衝突し、いかなる量子重力理論もまだ実験検証されていない。

難しい理由

プランクエネルギーは加速器の到達範囲の約10^16倍先にある。競合理論（弦理論、ループ量子重力、漸近的安全性、因果集合）は時空の根本的性格について食い違い、宇宙論的証拠——原始重力波やブラックホール蒸発——は極めて微弱である。

現在の証拠

間接的な制約はある：ブラックホール熱力学（ベケンシュタイン＝ホーキングエントロピー）、高温ビッグバン＋インフレーションと整合する軽元素存在量、ガンマ線バースト光子の到達時刻にローレンツ破れが見られないこと。直接的な量子重力シグナルは未検出である。

考えられるアプローチ

原始Bモード偏光の探索、重力の量子性を調べる桌上もつれ実験、ブラックホールringdown分光、高エネルギー光子・ニュートリノによるローレンツ不変性検証、候補理論の反証可能な予言への数学的展開。

関連トピック

ループ量子宇宙論弦宇宙論ブラックホール熱力学カー・ブラックホール

出典

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