ジョン・モファット（物理学者）

ジョン・モファット
2007年のモファット
生まれる	( 1932-05-24 )1932年5月24日（92歳） コペンハーゲン、デンマーク
母校	ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジ
知られている	重力 量子場理論 光の速度変化
科学者としてのキャリア
フィールド	物理
機関	トロント大学 ペリメーター理論物理学研究所、ウォータールー
博士課程の指導教員	フレッド・ホイルとアブドゥス・サラム

ジョン・W・モファット（1932年5月24日生まれ）^[1]はカナダの物理学者。現在はトロント大学物理学名誉教授^{[2]であり、}ウォータールー大学物理学非常勤教授、ペリメーター理論物理学研究所常駐会員でもある。

モファットは重力と宇宙論に関する研究で最もよく知られており、非対称重力理論とスカラー・テンソル・ベクトル重力理論（現在はMOGと呼ばれている）に結実し、2008年に一般読者向けに出版した著書『重力の再発明』にまとめられている。彼の理論は、暗黒物質を持ち出すことなく銀河の回転曲線を説明する。彼は宇宙論の問題に対して可変光速アプローチを提唱している。ビッグバンの初期の瞬間には、光速cは15桁以上も高かった可能性がある。彼の最近の不均質宇宙論モデルに関する研究は、 CMBデータの特定の異常な効果を説明し、最近発見された宇宙の膨張の加速を説明することを目的としている。

モファットは、あらゆるオーダーで有限であり、したがって^[要出典]繰り込みを不要とする、量子場理論の新しい非局所的変種を提唱した。また、ヒッグス機構なしで質量を生成する。

モファットは、スコットランド人の父ジョージ・モファットとデンマーク人の母エステル（旧姓ウィンザー）の息子として、デンマークのコペンハーゲンで生まれました。グラスゴー出身のミュージシャンである彼の父親は、コペンハーゲンのナイトクラブで演奏中にダンサーのエステルと出会いました。彼らは3週間後に結婚しました。

1938年、第二次世界大戦前夜、ジョンの父親はデンマークがドイツに侵攻されるという正確な予測を立て、家族をロンドンに移住させた。1939年後半、ロンドン大空襲のさなか、7歳のジョンは祖父母のもとで暮らすためグラスゴーに避難した。しかし、グラスゴーではうまく育たず、学業も苦戦したため、1年後に両親のもとに戻り、3人でブリストルに移り、そこで父親は船でドイツのスパイを探す仕事を得た。

ブリストルでは、彼らはブリストル F2 戦闘機を製造する工場の近くに住んでいた。1940年にイギリス空襲が激化すると、空襲が頻繁に発生した。ある日、彼らはブリストルの空襲から逃れるためにウェストン スーパー メアの遊歩道に行ったが、頭上にドイツ軍機が現れた。モファットは回想録「アインシュタインの手紙」の中で次のように回想している。

「爆弾が落ちるときの笛のような悲鳴が聞こえ、その後、浜辺の泥の中で爆発したときの空洞の爆音が聞こえた。爆発で両親と私は遊歩道に隣接する道路の向こう側に吹き飛ばされた。私は庭に仰向けに倒れ、目を開けて青空を見つめると、耳に大きな音がした。鼻から血が流れ、胸にひどい圧迫感と痛みを感じた。ぼんやりしながら起き上がると、すぐに同じ庭で両親が四つん這いになって立ち上がろうとしているのに気づいた。両親も鼻血と胸の痛みに苦しんでいた。」

爆撃と空襲によるトラウマは生涯にわたって彼に残ったとモファットは書いている。

「当時、私は戦争中の恐怖体験をなんとか抑えて、日々の生活を送ることができました。しかし、ブリストルとウェストン・スーパー・メアでの爆撃から約1年後、私は現在心的外傷後ストレス障害と呼ばれる症状に悩まされるようになりました。ひどい悪夢とパニック発作に悩まされるようになりました。今でも、ヨーロッパを訪れているときによくパニック発作に襲われることがあります。」

ジョンが7歳か8歳のとき、父親は彼をロンドンの精神科医に連れて行きました。なぜなら、彼は文章や時計を逆に読むことに固執していたからです。精神科医は父親に、彼は天才だと言いました。それを耳にしたジョンは、その言葉が自分の将来にあまり意味があるとは思いませんでした。

戦後、家族はデンマークに戻り、ジョンの父親は輸出入ビジネスを始めました。父親は従業員の一人から結核に感染し、1年間重病を患い、家族は生活に苦労しました。

10代の頃、モファットは16歳で学校を辞め、芸術家を目指した。パリでしばらく暮らしたが収入がなかったため、諦めた。コペンハーゲンに戻ると、宇宙に興味を持ち、独学で数学と物理学を学び始めた。コペンハーゲン大学は誰でも図書館から本を借りることができ、モファットは急速に進歩し、1年も経たないうちに一般相対性理論と統一場理論の問題に取り組み始めた。

モファットは20歳くらいの頃、偉大な物理学者アルバート・アインシュタインに手紙を書き、自分が彼の理論の一つに取り組んでいることを伝えた。「親愛なる教授、私の論文を読んでくださる時間があれば、心から感謝します」と彼は書き始めた。

「1953年、アインシュタインはニュージャージー州プリンストン から私に返事を送ってきましたが、それはドイツ語で書かれていました。そこで私はコペンハーゲンの理髪店に駆け込み、理髪師に翻訳してもらいました。その夏から秋にかけて、私たちは6通ほどの手紙を交換しました。地元の新聞がこれらの話を取り上げ、物理学者のニールス・ボーアらの注目を集めました。突然、私にとってチャンスの扉が開かれたのです」（ペリメーター理論物理学研究所、2005年）

アインシュタインの最初の返答:

「モファット閣下、我々の状況は次の通りです。我々は開けることのできない閉じた箱の前に立っており、中に何が入っていて何が入っていないかを一生懸命議論しようとしています」とアインシュタインは答えた。

モファットとアインシュタインの書簡やボーアとの面会はコペンハーゲンの英国領事館の職員の注目を集め、彼はケンブリッジ大学への留学を招かれた。^{[3] 1958年、彼は}ケンブリッジ大学トリニティ・カレッジで学位なしで博士号を取得した。彼はフレッド・ホイルとアブドゥス・サラムの指導を受けた。

1992年、ジョン・モファットは、初期の宇宙では光の速度はもっと速く、10 ³⁰ km/s以上だったと提唱した。^[2]彼は「可変光速度」（VSL）理論を2か所で発表した。1つはロスアラモス国立研究所（LANL）のオンラインアーカイブで、1992年11月16日、^[4]もう一つは1993年版のInternational Journal of Modern Physics Dである。^{[5] [6]}

科学界はVSL理論をほとんど無視していたが^[5]、2001年にニューサウスウェールズ大学の天文学者ジョン・ウェッブらが望遠鏡による観測から、宇宙の微細構造定数（光の速度を含む）が初期の宇宙では現在の値とは異なっていた可能性があるという実験的証拠を発見した^{[7] 。}

この観察結果はモファットのVSL理論を裏付けるものであり、1998年に始まった優位性争いの始まりとなった。

その年、モファットがVSL論文を発表してから5年後、ロンドンのインペリアル・カレッジのジョアン・マゲイジョと協力者のカリフォルニア大学デービス校のアンドレアス・アルブレヒト、ケンブリッジ大学のジョン・D・バローは、数年前にモファットの論文を拒否していた、より権威のある雑誌「フィジカル・レビューD」に、驚くほどよく似たアイデアを発表しました。^[2]

この省略について知らされたマゲイジョは、2002年に出版された著書『光速を超える：科学的推測の物語』の1章をモファットに丸々貢献させたとしている。 ^{[2] [8]}

しかし、マゲイジョの本の世界的な宣伝ツアー中に、著者がモファットの功績を記さず、ディスカバー、^[9]、 パブリッシャーズ・ウィークリー、^[10]、 シード・マガジン、クリスチャン・サイエンス・モニターなどの雑誌での多数の誤った報道を訂正しなかったため、論争が再燃した。^[11]マゲイジョを「生意気な若い科学者の成り上がり者」として描写する試みの中で、数十の出版物がVSL理論をマゲイジョと共著者らの功績とみなし、当時60代後半だったモファットを除外した。^{[5] [6]}モファットは、再び現れた省略に不快感を示し、記者に事実を確認するよう促したが、無駄だった。^{[5] [6]}

2003年3月と7月に、科学ジャーナリストのマイケル・マーティンが執筆した、本の巡回メディアの省略に関する記事が浮上した。マーティンは、ウェッブの天文学的発見に関する2001年のUPIの記事で、VSL理論はモファットによるものだと以前に述べていた。^[12] ディスカバー誌のライター、ティム・フォルジャーは、記事での省略を認め、謝罪した。トロント大学物理学部のヘンリー・ヴァン・ドリエルからの読者からの手紙に応えて、フォルジャーは「ヴァン・ドリエル教授の言うことはまったく正しい。ジョン・モファットはジョアン・マゲイジョより数年前に光速度変動理論を展開していた。その情報を記事に含めなかったことを後悔している」と書いた。^[13]

数ヶ月後、他の報道が再燃した論争を取り上げると、^[14]マゲイジョはVSL理論におけるモファットの優位性を繰り返し主張した。^{[5] [6]} 2004年9月、ディスカバー誌のティム・フォルガーは論争中に「ジョン・モファットについての記事を書く」と約束していたことを実行した。^[15]

二人の物理学者は友人となり、2007年に『一般相対性理論と重力』誌に共同論文を発表した。^[16]

アインシュタインの統一場理論の探求を引き継いで、モファットは非対称重力理論を提唱した。これはアインシュタインの統一場のように対称場（重力）と反対称場を組み込んだものである。しかしアインシュタインとは異なり、モファットは後者を電磁気学と同一視しようとはせず、反対称成分は重力の別の現れであると提唱した。研究が進むにつれて、理論はさまざまな形で進化したが、最も顕著なのは、反対称場が質量を持つ可能性があるとモファットが仮定した点である。

この研究から生まれた彼の修正重力理論（MOG）の現在のバージョンは、ベクトル場を追加してアインシュタインの重力を修正し、理論の定数をスカラー場に昇格させています。これらの場の複合効果により、大きな質量が関与する場合、遠距離での重力の強さが修正され、さまざまな天文学的および宇宙論的観測をうまく説明できます。モファットによると、結果として得られた理論は、暗黒物質を持ち出すことなく、銀河の回転曲線^[17]とX線銀河団の質量プロファイルをうまく説明します。^[18]

1990年、モファットは有限で非局所的な量子場の理論を提唱した。この理論は1991年にエヴェンス、モファット、クレッペ、ウッダードによって広範囲に展開された。その後の研究では、モファットはこの理論を標準的な電磁気学の電弱統一理論と弱い原子核相互作用の代替として提唱した。モファットの理論は、場のラグランジアン内に非局所項を持つ量子場の理論である。この理論はゲージ不変であり、摂動論のすべての次数に対して有限である。モファットによれば、標準モデルに対してヒッグス粒子の質量階層性問題^[19]を解決でき、有限量子重力理論につながる。

• 重力の再発明。ハーパーコリンズ。2008年。ISBN 978-0-06-117088-1。
• アインシュタインは返事を書いた。トーマス・アレン出版社。2010年。ISBN 978-0-88762-615-9。
• 宇宙の素粒子コードを解読する：ヒッグス粒子の探索。オックスフォード大学出版局。2014年。ISBN 978-0-19-991552-1。

• (1990)「有限非局所ゲージ場理論」、Phys. Rev. D 41: 1177–1184。
• (1993)「超光速宇宙：宇宙論における初期値問題に対する可能な解決策」Int. Jour. Mod. Phys . D2: 351–366。
• (1995)「非対称重力理論」、Phys. Lett. B 355: 447–452。
• (2006)「スカラー-テンソル-ベクトル重力理論」、JCAP 0603: 004。

• ウォータールー大学の人物一覧
• 非対称重力理論
• 光の速度は変化する
• スカラー・テンソル・ベクトル重力

Wikiquoteにはジョン・モファット (物理学者)に関する引用句があります。

• 個人ウェブサイト

トロント大学のモファットに関するプレスリリース:

• 1999
• 2003
• 2007
• Amazon.com でのReinventing Gravityのレビュー。
• 数学系譜プロジェクトのジョン・モファット