宇宙には始まりがある
ホーキングは膨張する宇宙(1929年のハッブルの発見)から説き起こし、時間を遡ります。銀河が今遠ざかっているなら、過去にはより近くにあったはずです。これを過去に当てはめると、無限の密度を持つ一点に到達します。それが約138億年前のビッグバンです。一般相対性理論は宇宙が特異点から始まったと予測し、ペンローズ=ホーキングの特異点定理は、妥当な条件下でこれが避けられないことを証明しています。
宇宙に境界はないかもしれない
本書の最も独創的な宇宙論的主張は、「無境界仮説」(ジム・ハートルとの共著)です。地球に縁がないように(南へ進み続けても落ちることはありません)、ホーキングとハートルは、宇宙と時間には境界がないと提唱しました。「宇宙の境界条件とは、境界がないことである」。宇宙は特異点から始まったのではなく、時間そのものが宇宙の誕生とともに始まりました。ビッグバンの「前」は存在しなかったのです。
ブラックホールとホーキング放射
ホーキングは自らの最大の発見を解説します。事象の地平面の近くで生じる量子効果により、ブラックホールは熱放射(ホーキング放射)を放出するというものです。これは、ブラックホールがゆっくりと質量を失い、最終的には蒸発することを意味し、一般相対性理論、量子力学、熱力学を結びつける重要な理論です。情報パラドックス(ブラックホールに落ちた情報はどこへ行くのか)が提示されていますが、解決はしていません。
時間の矢
物理法則は(ほとんどの場合)時間対称であり、未来へも過去へも同様に機能します。しかし、私たちは明確な「時間の矢」を経験しています。過去は固定され、未来は開かれており、エントロピーは増大します。ホーキングは、熱力学的矢(エントロピーが増大する)、心理学的矢(過去を覚え、未来を覚えない)、宇宙論的矢(宇宙が収縮ではなく膨張する)という3つの矢が一致していると論じています。
「神の心」
ホーキングは統一理論の可能性を問うて本を終えます。一般相対性理論と量子力学を統合できれば、「私たちは神の心を知ることになるだろう」。彼はこれを文字通りに意味しているわけではありません。ホーキングは無神論者でした。このフレーズは、物理学的な完全理論が究極の「なぜ」に答え、物理的現実を完全に理解することに等しいという意味です。
よくある質問
『ホーキング、宇宙を語る』とはどんな本か?
本書はビッグバンと宇宙の起源、ブラックホールとホーキング放射、無境界仮説(宇宙には始まりも境界もないという考え方)、時間の矢、そして量子力学と一般相対性理論の統一理論への挑戦をカバーしています。科学は、宇宙の起源と構造を完全に理解するところまで近づいていると主張しています。
無境界仮説とは何か?
ハートル=ホーキングの無境界仮説は、宇宙には初期特異点が存在しないと示唆しています。地球に地理的な縁がないのと同様に、時間においても「縁」はありません。虚数時間において宇宙は有限ですが、球体の表面のように境界はありません。時間そのものが宇宙の誕生とともに始まったため、「何が始まる前だったのか」を問うことは、南極点より南には何があるのかを問うようなものです。
ホーキングは神を信じていたのか?
ホーキングは無神論者または不可知論者であり、宗教的な言葉を比喩的に使用していました。『A Brief History of Time』における「神の心」という言及は、神ではなく、物理学の完全な理論を指しています。彼は2010年に公の場で次のように述べました。「私は脳を、部品が故障すれば動かなくなるコンピュータだと考えている。故障したコンピュータに天国や死後の世界など存在しない。それは暗闇を恐れる人々のための御伽話にすぎない。」