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SCIENTIFIC AMERICAN September 2015

A Brief History of Time Travel

タイムトラベルを考える意味

By Tim Folger T. フォルジャー
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H. G. Wells published his first novel, The Time Machine, in 1895, just a few years before Queen Victoria’s six-decade reign over the U.K. ended. An even more durable dynasty was also drawing to a close: the 200-year-old Newtonian era of physics. In 1905 Albert Einstein published his special theory of relativity, which upset Isaac Newton’s applecart and, to Wells’s presumed delight, allowed something that had been impossible under Newton’s laws: time travel into the future. In Newton’s universe, time was steady everywhere and everywhen; it never sped up or slowed down. But for Einstein, time was relative.  ウェルズ(H. G. Wells)が初の小説作品『タイム・マシン』を出版した1895年は,60年にわたって英国を支配したビクトリア女王の治世が終わるわずか数年前だった。そして,より堅固な別の王朝もまた,終幕を迎えようとしていた。200年続いたニュートン物理学の時代だ。1905年,アインシュタインは特殊相対性理論を発表してニュートンのリンゴ箱をひっくり返し,おそらくウェルズが喜んだことに,ニュートンの法則では不可能とされてきたことを許した。未来へのタイムトラベルだ。ニュートンの宇宙では,時間はどこでもいつでも一様不変に進む。速くなったり遅くなったりすることは決してない。だがアインシュタインでは,時間は相対的なものとなる。
Time travel is not only possible, it has already happened, though not exactly as Wells imagined. The biggest time traveler to date is Sergei K. Krikalev, according to J. Richard Gott, an astrophysicist at Princeton University. Over the course of his long career, which began in 1985, the Russian cosmonaut spent a little over 803 days in space. As Einstein proved, time passes more slowly for objects in motion than for those at rest, so as Krikalev hurtled along at 17,000 miles an hour onboard the Mir space station, time did not flow at the same rate for him as it did on Earth. While Krikalev was in orbit, he aged 1⁄48 of a second less than his fellow earthlings. From another perspective, he traveled 1⁄48 of a second into the future.  タイムトラベルは可能なだけでなく,ウェルズが思い描いたものとは少し異なるものの,すでに起こっている。プリンストン大学の宇宙物理学者ゴット(J. Richard Gott)によると,これまでで最も長い時間旅行をした人物はロシアの宇宙飛行士クリカレフ(Sergei Krikalev)だ。彼は1985年以来の長年の任務を通じ,宇宙で803日あまりを過ごした。アインシュタインが証明したように,動いている物体では静止している物体よりも時がゆっくり進む。だから,クリカレフがミール宇宙ステーションに乗って時速2万7000kmで飛行している際,時の流れの速さは地球上にいた場合とは異なる。クリカレフは軌道上で,地上の人々に比べ1/48秒だけ老いるのが遅れた。別の見方をすると,彼は1/48秒だけ未来へ旅したのだ。
The time-travel effect is much easier to see with longer distances and higher speeds. If Krikalev left Earth in 2015 and made a round-trip to Betelgeuse—a star that is about 520 light-years from Earth—at 99.995 percent the speed of light, by the time he returned to Earth he would be only 10 years older. Sadly, everyone he knew would be long dead because 1,000 years would have passed on Earth; it would be the year 3015. “Time travel to the future, we know we can do,” Gott says. “It’s just a matter of money and engineering!”  このタイムトラベル効果は移動距離が長いほど,そして移動が高速であるほど大きくなる。仮にクリカレフが今年2015年に地球を出発して,光速の99.995%の猛スピードで520光年離れたベテルギウスとの間を往復したとすると,地球に帰還するまでに彼は10歳老いるだけだろう。そして悲しいことに,彼の知人たちはみなとうの昔に死んでいる。地球上では1000年の時が過ぎているからだ。「未来へのタイムトラベルが可能であるのは周知の事実だ」とゴットはいう。それが難しいのは「お金と工学技術の問題にすぎない」。
Jumping a few nanoseconds—or centuries—into the future is relatively straightforward, despite practical challenges. But going backward in time is harder. Einstein’s special theory of relativity forbade it. After another decade of work, Einstein unveiled his general theory of relativity, which finally lifted that restriction. How someone would actually travel back in time, however, is a vexing problem because the equations of general relativity have many solutions. Different solutions assign different qualities to the universe—and only some of the solutions create conditions that permit time travel into the past.  数ナノ秒,あるいは数世紀の未来にジャンプするのは,実際的な困難はさておき,比較的簡単だ。だが,時を後ろ向きにさかのぼるのはずっと難しい。アインシュタインは特殊相対論でこれを禁じた。その後10年の研究を経て彼は一般相対性理論を発表し,その制限をついに解除した。しかし一般相対論の方程式には多くの解があるため,どうすれば実際に過去に行けるのかはややこしい問題だ。解が異なると,宇宙の特質が変わってくる。そして過去への時間旅行が許されるのは一部の解に限られるのだ。