新たな理論が自然界の最も基本的な力に対する私たちの理解を試す

重力を解明した人は誰もいません。ニュートンは、物体は遠く離れていても互いに引き合うように見えることに気づき、この観察から、惑星の運動を驚くほど正確に予測する数式を構築することができました。アインシュタインは、その定義を改良し、重い物体は周囲の空間を曲げることで小さな物体を引き寄せる（ボーリングのボールがトランポリンの表面を変形させてビー玉がボールに向かって転がるのと同じ）と述べました。そして、この洞察に基づいて、より洗練され予測可能であることが証明された一般相対性理論を構築することができました。

しかし、完璧ではない。アインシュタインの理論では、宇宙は膨張しており、それぞれの物体が他の物体から遠ざかっていると仮定しており、これはハッブル宇宙望遠鏡の観測によって確認されている。しかし、この理論が成り立つためには、はるかに複雑な結論が必要である。つまり、すべての物体が時間の経過とともに離れていくのであれば、ある瞬間に宇宙のすべての物体が一点に集まったに違いない。

理論家たちをほぼ1世紀にわたって悩ませてきた問題は、アインシュタインが一般理論からいくつかの特定の数式を構築し、それらがほぼすべてを正確に記述することが証明されているということだ。ただし、宇宙自体の起源説は例外だ。数学者が理論を覆してビッグバン以前の宇宙を再現すると、数式は限りなく小さく高密度のものを生み出す。この「特異点」は、方程式のどこかが間違っていることを示す一般的な兆候だ。「物理学者は無限数を好まない。それはあまり物理的でない解を意味するからだ」とインディアナ大学の重力理論家ニコデム・ポプラフスキーは言う。だがこの夏、2人の物理学者がアインシュタインの宇宙に秩序をもたらす方法を考え出したかもしれない。

オックスフォード大学の天体物理学者マキシモ・バニャドスとペドロ・フェレイラは、一般相対性理論の他のすべての方程式の元となるアインシュタイン-ヒルベルト作用を、電磁気学を記述する修正ボルン-インフェルト作用に置き換えた。ボルン-インフェルト条件が満たされると、フェレイラとバニャドスはアインシュタインの重力を通常の状況で再現することができ、また、科学者が宇宙の起源について観察した条件とも一致した。

フェレイラ氏とバニャス氏によれば、重力は宇宙の質量を無限に密度の高い点に押しつぶすほど強力ではないが、彼らが重力に課した限界により、宇宙を極めて小さな球に圧縮することは可能だという。

その球体は、一点から出現したのではなく、進行中のプロセスの中で最も密度の高い部分だったのかもしれない。そのプロセスでは、以前の宇宙が内部に崩壊し、密度の限界に「跳ね返り」、再び膨張して現在の宇宙になった。あるいは、最初の成長の後、宇宙は現在のように膨張する前に一時停止したのかもしれない。フェレイラ氏は、初期宇宙から残された重力波の将来的な分析によって、この研究の正当性が立証される可能性があると語る。「アインシュタインの理論はより単純です」と彼は認める。「しかし、最も単純なアイデアが最善のものではないこともあります。」

「重力に関する理解を深める良い一歩です」とポプラフスキーは言う。しかし現状では、この理論はアインシュタインの重力に代わる他の理論に比べると発展が遅れている。高次元の重力、追加の曲率項を持つ重力、そして物質の近くと真空中で重力の強さが異なる「カメレオン場」と結合した重力などがある。最近これほど多くの理論が出てきたのは、分野がブレイクスルーの瀬戸際にいる兆候かもしれない。実際、アムステルダム大学のエリック・フェルリンデは、重力は力ではなくむしろ「出現しつつある状態」だと主張している。7月にニューヨークタイムズ紙に語ったように、「私にとって重力は存在しない」。