タイムトラベル

古代の物語の中には、時間を飛び越えるように見える登場人物が登場するものがある。ヒンドゥー教の神話であるヴィシュヌ・プラーナには、天界のブラフマー神を訪ね、地上に戻ると幾世紀もの時が過ぎ去っていたというライヴァタ・カクドミの神話が語られている。 ^{[ 2 ] [ 3 ]} 仏教のパーリ聖典のパヤシ経では、弟子のクマーラ・カッサパが懐疑論者に天界では時間の流れが異なると説明する様子が描かれている。^{[ 4 ]}万葉集に初めて記録された日本の伝説「浦島太郎」では、三日間海底宮殿を訪れた漁師が、戻ってみると幾世紀もの時が過ぎ、世界が消え去っていたという話が語られている。^{[ 5 ]}

ユダヤ教の伝承の一つでは、モーセは神によってラビ・アキバの学習室に連れて行かれ、そこでユダヤ法の将来の発展に戸惑う。タルムードの別の物語では、紀元前1世紀の奇跡を行うホニ・ハメアゲルが登場し、実をつけるまでに70年かかるイナゴマメの木を植えている男を見る。ホニは眠りにつき、70年後に目覚めると、木は完全に成長し、その実を男の孫が収穫しているのを見つける。^{[ 6 ] [ 7 ]}

イスラム教では、クルアーンに、迫害から逃れるために洞窟に避難した一神教徒の若者たち、七人の眠る者の物語が語られています。彼らが眠っている間、アッラーは彼らを何世紀にもわたって守り、目覚めたとき、彼らは周囲の世界が変わっていることに気づきます。クルアーンのスーラ・アル・カフにあるこの物語は、神の保護と時間の停止について述べています。^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

SFやメディアにおけるタイムトラベルのテーマは、不変のタイムライン、可変のタイムライン、相互作用する多世界解釈のような代替歴史の3つのカテゴリーに分類できます。^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}非科学的な用語である「タイムライン」は、歴史上のすべての物理的イベントを指すためによく使用されるため、イベントが変更された場合、タイムトラベラーは新しいタイムラインを作成すると説明されます。^{[ 14 ]}

初期のSF小説では、何年も眠って目覚めると社会が変わっていたり、超自然的な手段で過去にタイムスリップしたりする登場人物が登場する。その中には、ルイ＝セバスチャン・メルシエの『2440年、夢ならいつか』 ( 1770年) 、ワシントン・アーヴィングの『リップ・ヴァン・ウィンクル』（1819年）、エドワード・ベラミーの『過去を振り返る』（1888年）、 H・G・ウェルズの『眠れる者が目覚める時』（1899年）などがある。これらの物語では、長期の睡眠がタイムトラベルの手段として用いられている。^{[ 15 ]}

過去へのタイムトラベルに関する最古の作品の時期は不明である。董岳による中国の小説『西遊記補遺』（1640年頃）には、さまざまな時代をつなぐ魔法の鏡と翡翠の門が登場する。主人公の孫悟空は、魔法の鐘を取り戻すために「古代世界」（秦王朝）にタイムトラベルし、その後、追放された皇帝を見つけるために「未来世界」（宋王朝）にタイムトラベルする。しかし、タイムトラベルは、彼を惑わせ罠にかけるために悪役が作り出した幻影の夢の世界の中で行われている。^{[ 16 ]}サミュエル・マッデンの『20世紀の回想録』（1733年）は、1997年と1998年の英国大使が過去の外交官に宛てた一連の手紙で、未来の政治的および宗教的状況を伝えている。^{[ 17 ] : 95–96}語り手が守護天使からこれらの手紙を受け取ることから、ポール・アルコンは著書『未来小説の起源』の中で「英語文学における最初のタイムトラベラーは守護天使である」と示唆している。^{[ 17 ] : 85}マッデンは天使がこれらの文書をどのように入手したかを説明していないが、アルコンはマッデンが「未来から過去に送られて現在で発見される遺物という形で、タイムトラベルという豊かなアイデアを最初に弄んだ人物として認められるに値する」と主張している。^{[ 17 ] : 95–96} SFアンソロジー『Far Boundaries』（1951年）の編集者オーガスト・ダーレスは、タイムトラベルに関する初期の短編小説は、ダブリン文学雑誌^{[ 18 ]}の1838年6月号に匿名の著者によって書かれた『An Anachronism; or, Missing One's Coach 』であると主張している。^{[ 19 ]： 3}語り手はニューカッスル・アポン・タインから馬車を待つために木の下で待機しているうちに、千年以上も過去にタイムスリップしてしまう。彼は修道院でベーダ尊者に出会い、来るべき数世紀の出来事を説明する。しかし、物語はこれらの出来事が現実なのか夢なのかを明確には示さない。^{[ 19 ]： 11-38}タイムトラベルに関するもう一つの初期作品は『カリメロスの祖先：マケドニアのフィリッポスの息子アレクサンドロス』である。アレクサンダー・ヴェルトマン著、1836年出版。^{[ 20 ]}

チャールズ・ディケンズの『クリスマス・キャロル』（1843年）には、主人公のエベネゼル・スクルージが過去と未来のクリスマスに飛ばされるという、両方向の神秘的なタイムトラベルの初期描写が見られる。他の物語では、登場人物が自然に眠りにつき、目覚めると別の時代にいることに気づくという同じパターンが用いられている。^{[ 21 ]}逆方向のタイムトラベルのより明確な例は、フランスの植物学者で地質学者のピエール・ボワタールが死後に出版した1861年の著書『パリ、男たちの前』 （Paris avant les hommes）に見られる。この物語では、主人公は「足の不自由な悪魔」（ボワタールの名前をもじったフランス語）の魔法によって先史時代に飛ばされ、そこでプレシオサウルスや類人猿の祖先に出会い、古代の生き物と交流することができる。^{[ 22 ]}エドワード・エヴェレット・ヘイルの『ハンズ・オフ』（1881年）^{[ 23 ]}は、名前のない存在（おそらく最近亡くなった人の魂）が、ヨセフの奴隷化を阻止することで古代エジプトの歴史に干渉するという物語である。これは、タイムトラベルの結果として生み出された代替歴史を扱った最初の物語かもしれない。 ^{[ 24 ]： 54}

機械によるタイムトラベルを扱った最初の物語の 1 つは、エドワード・ペイジ・ミッチェルの「時計が逆回転する」 ^{[ 25 ]}で、 1881 年にニューヨーク・サンに掲載されました。しかし、その仕組みはファンタジーに近いものです。変わった時計を巻き上げると、時計が逆回転し、近くにいる人々を過去にタイムスリップさせます。作者は時計の起源や特性を説明していません。^{[ 24 ] : 55}エンリケ・ガスパール・イ・リンバウの「アナクロノペテ」（1887 年）は、タイムトラベル用に設計された乗り物を扱った最初の物語だったかもしれません。^{[ 26 ] [ 27 ]}アンドリュー・ソーヤーは、この物語は「これまでに記録されたタイムマシンの最初の文学的描写であるように思われる」とコメントし、「エドワード・ペイジ・ミッチェルの物語「時計が逆回転する」（1881 年）は通常、最初のタイムマシン物語として説明されますが、時計がタイムマシンとしてカウントされるかどうかはわかりません」と付け加えています。^{[ 28 ]} H・G・ウェルズの『タイムマシン』（1895年）は、機械的な手段によるタイムトラベルの概念を普及させた。^{[ 29 ]}

過去へのタイムトラベルは、宇宙ひも、通過可能なワームホール、アルクビエレ・ドライブなど、光速を超える移動を可能にする特定の一般相対性理論の時空幾何学において理論的に可能である。^{[ 34 ] [ 35 ]： 33-130}一般相対性理論は、特定の特殊なシナリオにおける過去へのタイムトラベルの可能性について科学的根拠を示唆しているが、半古典重力からの議論は、量子効果が一般相対性理論に組み込まれると、これらの抜け穴が閉じられる可能性があることを示唆している。 ^{[ 36 ]}これらの半古典的な議論は、スティーブン・ホーキングに年代保護予想を定式化させ、自然の基本法則がタイムトラベルを阻止することを示唆したが、^{[ 37 ]}量子力学と一般相対性理論を完全に統一した理論に統合する量子重力理論がなければ、物理学者はこの問題について決定的な判断を下すことはできない。 ^{[ 38 ] [ 39 ]： 150}

実施されたいくつかの実験は、因果関係が逆転しているかのような印象を与えるが、詳細な検証を行うと、それを証明できない。

マーラン・スカリーが行った遅延選択量子消去実験では、もつれた光子のペアが「信号光子」と「アイドラー光子」に分けられ、信号光子は2つの場所のうちの1つから出現し、その位置は二重スリット実験のように後で測定されます。アイドラー光子の測定方法に応じて、実験者は信号光子がどちらの場所から出現したかを知ることも、その情報を「消去」することもできます。信号光子はアイドラー光子に関する選択が行われる前に測定できますが、アイドラー光子の測定値を対応する信号光子と相関させたときに干渉パターンが観測されるかどうかは、選択によって遡及的に決定されるようです。しかし、干渉はアイドラー光子が測定され、信号光子と相関させた後にのみ観測できるため、実験者は信号光子を見るだけで、システム全体から古典的な情報を収集することによってのみ、どのような選択が行われるかを事前に知ることはできません。したがって、因果律は維持されます。^{[ 59 ]}

王立軍の実験では、波のパケットをセシウムガスの球を通して送り、パケットが球に入る62ナノ秒前に球から出たように見えるようにしたため、因果律違反を示している可能性もあるが、波のパケットは単一の明確な物体ではなく、異なる周波数の複数の波の和であり（フーリエ解析を参照）、和の中の純粋な波がどれもそうでない場合でも、パケットは光速よりも速く動いたり、時間を逆行したりしているように見えることがある。この効果は、物質、エネルギー、または情報を光速よりも速く送るために使用することはできないため^{[ 60 ]}、この実験も因果律違反ではないと理解されている。

コブレンツ大学の物理学者ギュンター・ニムツとアルフォンス・シュタールホーフェンは、光速よりも速く光子を伝送することでアインシュタインの相対性理論に違反したと主張している。彼らは、量子トンネル効果として知られる現象を利用して、最大3フィート（0.91メートル）離れた一対のプリズムの間をマイクロ波光子が「瞬時に」移動する実験を行ったと述べている。ニムツはニュー・サイエンティスト誌に「今のところ、これは私が知っている唯一の特殊相対性理論の違反です」と語った。しかし、他の物理学者は、この現象では光速よりも速く情報を伝送することはできないと述べている。カナダのトロント大学の量子光学の専門家であるエフライム・M・スタインバーグは、シカゴからニューヨークに向かう列車が、途中の各駅で車両を降ろすため、各停車駅で列車の中心が前進するというアナロジーを使用している。このようにして、列車の中心の速度は個々の車両の速度を上回ります。^{[ 61 ]}  

シェンワン・ドゥは査読付き学術誌で、単一光子の前駆粒子を観測したと主張し、真空中では光速cより速くは進まないと述べている。彼の実験では、光が遅くなるだけでなく、真空中を光が通過する現象も含まれていた。彼は2つの単一光子を生成し、1つはレーザーで冷却されたルビジウム原子を通過させ（これにより光が遅くなる）、もう1つは真空中を通過させた。どちらの場合も、前駆粒子は光子本体に先行し、前駆粒子は真空中でcの速度で進んだ。ドゥによれば、これは光がcより速く進む可能性はなく、したがって因果律に違反する可能性もないことを意味する。^{[ 62 ]}

未来からのタイムトラベラーが存在しないことは、そのような技術が開発されないことを示している、つまり不可能であることを示唆していると主張する人が多い。これは、地球外生命体の証拠がないことに関係するフェルミのパラドックスに似ている。地球外生命体の不在が、彼らが存在しないことを断定的に証明するものではないのと同様に、タイムトラベラーの不在は、タイムトラベルが物理的に不可能であることを証明するものではない。タイムトラベルは物理的に可能であるが、開発されないか、慎重に使用されている可能性がある。カール・セーガンはかつて、タイムトラベラーがここにいるが、その存在を偽装しているか、タイムトラベラーとして認識されていない可能性があると示唆した。^{[ 38 ]}一般相対性理論のいくつかの解釈では、タイムトラベルは、極端な重力場やその他の歪みの影響を受ける時空の領域など、特定の条件下でのみ発生する可能性があると提案している。このようなシナリオでは、タイムトラベラーは、そのような領域が出現した後の期間内に移動することに限定され、形成される前の時間に移動することはできません。スティーブン・ホーキングは、これが世界がまだ「未来からの観光客」に侵略されていない理由を説明するだろうと述べた。^{[ 58 ]}

未来の人間がタイムトラベル技術を発明するかもしれないので、それを現代の人々に実演してもらうために、いくつかの実験が行われてきました。パースのデスティネーション・デイ、MITのタイムトラベラー・コンベンション、スティーブン・ホーキングのタイムトラベラー歓迎会などのイベントでは、未来のタイムトラベラーが集まるための会合の日時と場所を恒久的に「宣伝」しました。^{[ 63 ] [ 64 ]} 1982年には、メリーランド州ボルチモアのクロノノーツと名乗るグループが、未来からの訪問者を歓迎するこの種のイベントを開催しました。^{[ 65 ] [ 66 ]}

これらの実験は、タイムトラベルの存在を証明する肯定的な結果を生み出す可能性があっただけであり、これまでのところ失敗している。どちらのイベントにもタイムトラベラーが参加したという記録はない。多世界解釈のいくつかのバージョンでは、未来の人類が過去にタイムトラベルしたが、並行宇宙の会合の時間と場所に戻ってきたと示唆することができる。^{[ 67 ]}

多くの哲学者は、相対性理論は永遠主義、つまり過去と未来は現実の意味で存在し、現在に起こった、あるいは起こる変化としてだけ存在するという考えを暗示していると主張してきた。^{[ 78 ]}科学哲学者のディーン・リックルズはいくつかの条件に異議を唱えているが、「哲学者の間では、特殊相対性理論と一般相対性理論は現在主義と両立しないというコンセンサスがあるようだ」と指摘している。^{[ 79 ]}時間を空間次元と同等の次元と見なし、未来の出来事は異なる場所が存在するのと同じ意味で「すでにそこにある」ものであり、客観的な時間の流れはないと考える哲学者もいるが、この見解は議論の的となっている。^{[ 80 ]}

現在主義は、未来と過去は現在に起こった、または起こる変化としてのみ存在し、それ自体は実在しないという哲学の一派である。この見解では、旅行する未来や過去が存在しないため、タイムトラベルは不可能である。^{[ 78 ]}ケラーとネルソンは、過去と未来の物体が存在しないとしても、過去と未来の出来事に関する明確な真実は存在し得るため、タイムトラベラーが現在に戻ることを決めた未来の真実が、タイムトラベラーが現在に実際に現れることを説明できる可能性があると主張している。^{[ 81 ]}これらの見解は、一部の著者によって異議を唱えられている。^{[ 82 ]}

過去へのタイムトラベルという考えに対する一般的な反論は、祖父のパラドックスまたは自己幼児殺害の議論で提起される。^{[ 83 ]}もし過去に戻ることができたとしても、タイムトラベラーが何かを変えようとすれば矛盾が生じる。過去が現状と異なれば矛盾が生じる。 [ ^{84 ] [ 85 ]この}パラドックスは、過去にタイムトラベルして自分の祖父を殺し、父親や母親の存在を阻止し、ひいては自分の存在を阻止する人物でよく説明される。^{[ 38 ]}哲学者たちは、これらのパラドックスがタイムトラベルの不可能性を証明するのかどうかを疑問視している。一部の哲学者は、過去へのタイムトラベルは可能かもしれないが、実際に過去を何らかの形で変えることは不可能かもしれないと主張することでこれらのパラドックスに答えている。 ^{[ 86 ]}これは、物理学で提案されているノビコフの自己無矛盾性原理に似た考え方である。