6.18 超新星の「加速」外観――標準光源を純粋な幾何学的ものさしから較正読出しへ書き換える

もし赤方偏移が宇宙膨張論の最も直観的な支柱だとすれば、Ia 型超新星が与える「加速」外観は、その中で最も衝撃力のある支柱である。公共的な語りでも専門的な語りでも、この連鎖は明快で優雅に見えるからだ。まず赤方偏移を測り、次に明るさを測る。明るさが、ある減速宇宙の予想より暗ければ、その「暗さ」を「より遠い」と翻訳する。より遠いなら、さらに「後の宇宙はより速く膨張した」と翻訳する。最後に、その「より速い」に物理的な主語を与えるため、暗黒エネルギーや宇宙定数が舞台へ招かれる。

この叙事が強いのは、データを持っているからだけではない。それは、最も手間のかからない宇宙幾何学のように見えるからである。街灯がそこにあり、その明るさは固定されている。私たちは今日それがどれだけ暗く見えるかを測るだけで、道の長さを逆算し、宇宙がどのように伸展してきたかを推定できる、というわけだ。しかし「神の視点の測定」が退けられると、この一見まっすぐな連鎖は、もはや自然にまっすぐではなくなる。超新星はもちろん実在し、明るさの測定ももちろん実在する。だが「明るさから幾何学的な歴史へ」の翻訳過程が、自動的に唯一の説明権を持つわけではない。

I. 高赤方偏移 Ia 型超新星の「より暗い」外観

Ia 型超新星が現代宇宙論で非常に重要な位置を占めるのは、第一に十分明るく、遠方からでも観測できるからである。第二に、それらはまったくばらばらの爆発ではなく、光度曲線の形や色補正などを通じて、比較的安定した標準光源へ「標準化」できると考えられているからである。それらは完全に同一の電球ではない。それでも一連の経験的補正を経れば、「ほぼ同じ」街灯の一群として使えると信じられている。

大量の高赤方偏移 Ia 型超新星を同じ図に置くと、人々を揺さぶる結果が現れた。ある既定の宇宙モデルのもとでは、遠方の超新星が予想より暗く見えるのである。主流の旧い連鎖で翻訳すれば、「より暗い」は「より遠い」を意味する。そして「より遠い」は、過去から現在までの宇宙史の中で、膨張が当初考えられていたようには減速せず、後期にある種の加速外観を示したことを意味する。これが、いわゆる「加速膨張」の証拠連鎖で最も有名な入口である。

ここで実際に観測されているのは、光度曲線、色、スペクトル線、ピーク光度、そしてそれらの統計的関係である。「宇宙は加速膨張している」という文は、装置が直接読み取った一行ではない。その一連の読出しに、翻訳を何段階も重ねた後に得られる結論である。したがって、その翻訳連鎖のどこか一環が解釈し直されれば、最後のその結論の優先順位も変わる。

II. この支柱が堅固に見える理由――複雑な宇宙を摩擦のない幾何連鎖へ圧縮するからである

超新星証拠が多くの宇宙現象より強い圧迫感をもつ理由は、謎ではない。それは本来複雑な宇宙の読出し連鎖を、最も理解しやすい一組の幾何直観へ圧縮する。光源そのものは「標準光源」として扱われ、伝播過程は「光度距離」へ押し込まれ、観測端の装置と較正は十分信頼できるものとみなされる。そのため、連鎖全体は、まるで「道はどれだけ長いのか」という一問だけを残しているように見える。まさにここで、この支柱はとりわけ硬く見える。実際には二つの前提を同時にロックしているからである。第一に、赤方偏移が純粋な幾何入力として先に扱われる。第二に、標準光源が、時代と環境をまたいでそのまま通用する同質の街灯として扱われる。この二つが噛み合うと、高赤方偏移側に系統的な「より暗い」残差が現れたとき、解釈はほとんど自動的に「より遠い」へ滑り、さらに「後期加速」へ滑り、最後には暗黒エネルギーまたは宇宙定数へ滑っていく。

だからこそ、この支柱の強さの一部は、無意識の前提から来ている。私たちは、自分たちの手にしているものさしが、宇宙の外部にある絶対ものさしに十分近いと仮定する。同時に、較正に使っている Ia 型超新星も、時代をまたいで同じ一本の「灯りのものさし」に押し込めると仮定する。この二つの前提に触れないかぎり、超新星は自然に幾何学的ものさしとして読まれる。そして主流が本当に行き詰まる場所も、まさにここにある。より暗い残差が現れると、源端較正、時代横断ベースライン差、環境差を先に置くことが難しくなり、結論はほとんど幾何学的な歴史へ押し出される。しかし第6巻で述べてきた「参加型測定の視点」を本気で貫くなら、問題はたちまち複雑になる。標準光源とは、あらゆる時代、あらゆる環境で不変の絶対的な街灯なのか。それとも、内部で較正されなければならず、時代性と環境性を帯びうる構造イベントなのか。

ここでの分水嶺は、数学的な技巧ではない。観測者の立ち位置である。神の視点は自然に第一の書き方へ傾く。すべてを背景幾何へ圧縮したいからである。これに対して、参加型測定の視点はまず問い返す。この「街灯」そのものも、宇宙内部の一部ではないのか。もしそれ自身も宇宙の中で生成し、進化する粒子構造からできているなら、標準光源の絶対性は、改めて監査を受けなければならない。

III. 標準光源は絶対不変の街灯ではない――まず構造イベントであり、幾何学の道具であるのはその後である

Ia 型超新星は、抽象的な幾何点ではなく、恒星進化の末期に起こる一種の爆発イベントである。具体的な経路が、白色矮星の降着による臨界到達に近いものであれ、連星合体が不安定化を引き起こすものであれ、それらは環境、前史、組成から切り離されて独立に存在する純粋な数学対象ではない。言い換えれば、超新星はまず構造イベントであり、その後で私たちが幾何学の道具として用いるものなのである。

この点は、経験的にもそれほど奇妙ではない。主流天文学も、超新星にはさまざまな標準化補正が必要であることをよく知っている。光度曲線の幅を見なければならず、色も補正しなければならず、ホスト銀河の性質も系統差をもたらす。旧い叙事では、これらはしばしば「技術的細部」と見なされる。目的は、超新星をできるだけきれいな標準光源へ圧縮することにある。しかし EFT の書き方では、これらの「技術的細部」こそが根本的な事実を明らかにする。標準光源とは、絶対に不変の宇宙の街灯ではない。それはもともと、内部で絶えず較正される必要のある構造イベントの一群なのである。

この点を認めると、帰結は非常に直接的である。今日、私たちが超新星を一つの図に並べて比較できるのは、本質的には今日の較正体系に依存している。しかしその較正体系自体も、今日の海況、今日の粒子、今日の装置が共同で訓練した内部ものさしであって、宇宙の外部から渡された絶対審判ではない。源端が置かれていた時代と環境がそもそも異なるなら、「標準光源」がより暗く、より明るく、あるいはより散らばって見える理由のすべてが、宇宙背景の幾何が伸び縮みしたことにあるとは限らない。発射端イベントそのものの較正方式にも関わっている可能性がある。

IV. いわゆる「加速」外観は、まず標準光源を絶対的な街灯と見なした後の幾何学的翻訳である

EFT がここで提出する挑戦は、超新星データを幻覚として退けることではないし、すべてを源端で説明すると言うことでもない。より抑制的であり、だからこそ力がある。私たちがまず挑むのは、旧い連鎖が持つ唯一の説明権である。つまり、高赤方偏移の超新星がより暗く見えるとき、主流はその「暗さ」を優先的に一段の幾何学的歴史へ翻訳する。これに対して EFT は、先に問うべきだと要求する。源端較正、環境等級、節拍差、そして今日の内部較正連鎖は、すでに十分に監査されたのか。

この連鎖を分解すると、まず四つの層が見えてくる。

したがって、いわゆる「加速膨張」は、EFT ではまず翻訳結果である。内部で較正された構造イベントの一群を絶対不変の街灯と見なし、それらが遠方でより暗く見える外観をすべて背景幾何へ引き渡して説明すると、最後に「宇宙は後になってより速く膨張した」という叙述が得られる。この叙述は、座標言語の一つとして保たれてよい。しかし、もはや自然な第一説明権を持つわけではない。

V. これは超新星の否定ではなく、「読出しから結論へ」の順序を再構築することである

ここで最も起こりやすい誤解は、EFT が「超新星は信頼できない」「標準光源はすべて間違っている」「だからデータ全体は無効だ」と言っている、という受け取り方である。そのような書き方は公平ではないし、必要でもない。本当に挑戦されているのは、「観測から結論へ」の順序である。

旧い順序はこうである。まず標準光源が十分に絶対的だと仮定し、明るさの差を直接幾何へ渡し、さらに幾何学的歴史から暗黒エネルギーを逆算する。EFT が求める順序は違う。まず標準光源を構造イベントとして位置づけ直し、源端較正、環境等級、節拍差を監査し、最後に、残ったどの部分を背景幾何が引き受けなければならないのかを問う。同じデータ群を前にしていても、観測者の立ち位置が違えば、最後に得られる宇宙叙事も違ってくる。

これは第6巻の主軸と完全に一致している。私たちが宇宙膨張論に挑むのは、ある数字の組が気に入らないからではない。旧い宇宙観が、最も深い層で測定者をあまりにも超然としたものとして書いているからである。測定者が宇宙の内部へ戻されるなら、超新星は、宇宙幾何の神託を無条件に告げる街灯ではなく、再監査を受けるべき内部イベントの一群になる。

VI. どの方向なら、この挑戦を判決可能な問いへ変えられるか

この挑戦が新しい語り口にとどまり、新しい監査方向を持たないなら、それはなお別の物語にすぎない。したがって鍵は、それを判決へ近づけられるいくつかの方向として書くことにある。

これらの方向が意味を持つのは、「膨張論への挑戦」を言葉遣いの問題にとどめず、第8巻で扱うような、監査可能で、グループ分けでき、連合判決にかけられる問題へ変えていくからである。そうして初めて、第6巻の後半は単なるスローガンではなく、観測の立場から証拠工学まで続く完全な連鎖として成長する。

VII. 「加速膨張」は、まず旧い読み方が標準光源に施した幾何学的翻訳である

鍵は、「超新星は数に入らない」ということではない。より根本的なのは、その逆である。超新星はもちろん数に入る。しかしそれらはまず、内部で較正される構造イベントの一群であり、宇宙の外側に置かれた絶対的な街灯ではない。この点を認めるなら、いわゆる「加速膨張」は、観測が直接宣告した結論ではなく、旧い観測者の立場に基づく幾何学的翻訳に近いものになる。

したがって、第6巻の膨張論への挑戦は、ここで赤方偏移から距離と明るさへ進んだことになる。私たちは、あるパラメータに腹を立てているのではない。旧い宇宙観が自動的に占有してきた説明順序を、段階的に取り戻しているのである。まず赤方偏移の第一義を源端のリズムへ返し、次に標準光源の絶対性を再監査の対象にする。すると「加速」外観も、もはや無条件に「暗黒エネルギーが支配する幾何学的歴史」と同一視することはできない。

言い換えれば、いわゆる「加速膨張」は、まず旧い読み方が標準光源を絶対不変の街灯として扱った後に行った幾何学的翻訳である。この前提が挑戦されるだけで、膨張論の最も硬い支柱は、「代替不能な結論」から「なお判決を要する読み方」へ退くことになる。