重力を量子化しなければならない理由はどこに有るのでしょうか？

一般相対論は重力が時空の歪みと等価であることを示し、ブラックホール（BH）の存在を予言しました。BHの事象の地平面では時間は止まり、その内側では時間軸と空間軸はその性格が入れ替わります。
　他方、場の量子論によれば、素粒子の実体は空間を伝播するある種の局所的な波であると考えられます。時空の性質がBHの内外で根本的に異なるわけですから、BHの外で成り立つ量子論がBHの内側でも通用すると考えるのは無理があります。（そもそも、BHの中で、我々の世界に存在する素粒子群と同種のものが存在しうるか、疑問です）
　即ち、重力理論（一般相対論）は現在確立している量子場の理論より普遍性が高いと考えられるわけですから、量子場の理論を発展させて量子重力理論を構築しようという試みには、根本的な疑問を感じるわけです。
　というわけで、私の質問は、「重力を量子化しなければならない理由はどこに有るのでしょうか？」です。

質問者からの補足コメント

• 本質問は、1年程前より合計十数名の方と議論した問題です。ネット上の討論サイトでは米国の著名大学教授が応答してきたこともあり、それなりに「重力を量子化しなければならない理由」を述べられましたが、納得できませんでしたので、反論すると応答はありませんでした。
  　そのような経過もあり、私は重力を量子化すべきと考えるのは、間違いだと考えています。即ち、超弦理論やループ量子重力理論は全く無意味だろう、ということです。

    補足日時：2016/05/30 16:47

No.6 回答者： suzumenokox 回答日時： 2016/05/23 19:13

あくまでも「個人的に、気がする」の範疇を出ない仮説程度の話ですが

エントロピーの単位はＪ／Kで
Kを（振動）／（時空の座標軸の目の細かさ）みたいな感覚でとらえて（①）
重力場の中に一群の粒子の集団が存在している状態を考えると
重力ポテンシャルの底の方は思い切り座標軸の目が細かい状態になっていて
それによってKが級数的に大きくなっている状態の下で
粒子群のエントロピー増大（乱雑さの増大）の流れは
三次元空間の目線では打ち消される方向になり
それどころかむしろ見かけ上凝集の方向にしか進むことができない。
それが重力の正体であればエントロピー増大の法則と矛盾しない。
量子化の必要もない。
①の仮定は熱の正体について考えていた時にふと思いついたものです。

‘そうであったら‘という仮定を含んだ話で
ご期待に沿えなかったかもしれませんが
あくまでも参考程度にということです。

この回答へのお礼

私にはほとんど理解できませんでしたが、真摯な御回答、感謝します。

お礼日時：2016/05/24 00:22

No.5 回答者： suzumenokox 回答日時： 2016/05/23 11:43

＞「重力を量子化しなければならない理由はどこにあるのでしょうか？」

たぶんないと思います。
個人的にはエントロピーと時空の話から説明しきれてしまうような気がしています。

この回答へのお礼

「個人的にはエントロピーと時空の話から説明しきれてしまうような気がしています。」

どのようにエントロピーが係るのか全く分からないのですが、その辺を御教授頂ければ、有り難く存じます。

お礼日時：2016/05/23 15:03

No.4 回答者： puyo3155 回答日時： 2016/05/21 00:35

あなたのいう普遍性が定義されていないので、質問の、優劣の意図がいまいち理解出来ませんが、そもそも、一般相対性理論で、ブラックホールが完全に説明されるというのが間違いですね。

ブラックホールの中心の、重力の特異点では理論は破綻します。ミクロ空間やブラックホール等の極限では、一般相対性理論は使えない、それが既知の事実です。

一方、量子論は、ミクロの世界の現象を記述します。また記述出来ない極微空間については、くりこみというスケールの違う理論を棚上げし、実験値に置き換えるという手法により、厳密な理論ではないもの、現象を記述する理論として十分な成果をあげています。また、場の量子論を中心に、物質と３つの力が、統一的な仕組みで記述され、標準模型として、素粒子関連の実験結果をほぼ正確に説明できるまでに完成されています。ただ、残念ながら、重力のしくみは扱うことが出来ません。

ブラックホールのような極限状態に、一般相対性理論と量子論をあてはめた、ホーキング放射をはじめ、この２つを統合して、究極の理論を作ろうと考えるのは必然ですよね。

究極の理論とは

・　重力、電磁力、強い力、弱い力が、統一的な仕組みで記述され。
・　標準モデルの全てに矛盾せず、しかもパラメータの値が自然に導け。
・　理論はマクロから、超ミクロまで、シームレスに使える。
・　その他あげれば、きりがない・・・・

など、大きな課題に挑んでいます。いまのところ、超弦理論がその候補でしょうが、また、道半ばであることは、ご存知のとおりです。
とまあ、マジレスしましたが、現代の科学、または物理学において、何かをしなければならない理由・・・・など、何一つありません。
わかっていないことを知りたい・・・それが、アカデミックな研究の普遍的な目的であり、人間の本能なのだと思います。

この回答へのお礼

「そもそも、一般相対性理論で、ブラックホールが完全に説明されるというのが間違いですね。」
そんなことは書いていません。

超ひも理論に代表される量子重力理論の構築は、現在世界の天才クラスの理論物理学者が取り組んでいる課題ですが、質問の趣旨は、重力を量子化すべきものと考えるのは、実は間違いではないのか、ということです。
ともあれ、真摯な御回答感謝します。

お礼日時：2016/05/21 00:56

No.3 回答者： eatern27 回答日時： 2016/05/19 22:14

一般相対論が場の量子論より普遍性が高いというのは一般相対論でも異常ゼーマン効果やラムシフトなどを説明できると仰っているのですか？

基本的には一般相対論ではミクロな世界を扱えず、場の量子論では重力を扱えません。だからその両方を扱える理論を模索するのは割と自然な流れではないかと思います。

この回答へのお礼

「一般相対論が場の量子論より普遍性が高いというのは一般相対論でも異常ゼーマン効果やラムシフトなどを説明できると仰っているのですか？」

一般相対論はブラックホールの存在を予言し、その内部でも適用できると考えられるのに対し、量子論はブラックホール内部で適用できるとは考えにくい、ということです。
質問文で御理解頂けませんでしたか？

お礼日時：2016/05/20 00:51

No.2 回答者： chiha2525 回答日時： 2016/05/19 18:36

量子化しない理由がどこにあるのでしょうか？

困難に立ち向かうのが科学です。分かりきったことだけをしておけば良いと言うのなら、ご退場ですよ。

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2016/05/18 20:34

>重力を量子化しなければならない理由はどこに有る

だれもそんな事言っていない、四つの力を統一したいだけ。その必然性も無いが、その方が美しい、だが一般相対論自身美しくないから、意味無いかも。
>内側では時間軸と空間軸はその性格が入れ替わり
そりゃあんたの勝手な解釈だ。証明してごらん。
>ブラックホール（BH）の存在を予言しました
特殊解として現われるだけ。
>BHの事象の地平面では
BHの事象の地平面「内」では、だがそこは観測不能だから無意味。
>BHの中で、我々の世界に存在する素粒子群と同種のものが存在しうるか、疑問
上にも書いたが、だれもそんな事期待していない。

大体、だれも四つの力の統一を量子論に背負わせようとは思っちゃ居ないよ。

この回答へのお礼

>>内側では時間軸と空間軸はその性格が入れ替わり
>そりゃあんたの勝手な解釈だ。証明してごらん。

一般相対論の初歩的な知識ですよ。

お礼日時：2016/05/19 00:33