そこで新たな研究では、重力場の量子論モデルを用いて出力に自然な上限が現れるかどうかを確かめることにしました。
光速の壁に続く“パワーの壁”、ついに理論証明
今回の研究手法は理論的なもので概念的にかなり難しいものになっています。
そこで専門的なことは置いておいて大枠を理解したい人向けに「ざっくり解説版」を用意しました。
ざっくり解説版
プランクパワーは量子論からも導けるのか？
研究チームはまず、重力波が最後に通り抜けて宇宙へ逃げていく“出口”――時空の光速境界を仮想的に設定し、そこから流れ出るエネルギー量（光度）を数式で測る枠組みを作りました。つぎに、その枠組みを丸ごと量子論のルールで扱い直し、「重力波を“粒”として数えたらどんな振る舞いになるか」を計算しました。
すると出力の取り得る値は、ある決定的なラインを境にガラリと様子が変わることが判明しました。そのラインが プランクパワー（約 3.6 × 10⁵² ワット） です。
- それ未満 … 出力は“飛び石”のように飛び飛び（量子化）
- それ超え … 値は連続になるが、時空に「コースティク」というひずみが発生し、数式が破綻してしまう
要するに、プランクパワーを越える放射は理論上描けても現実の時空には入らない――宇宙が自動的にストッパーをかけているイメージです。光速が速さの天井なら、プランクパワーはエネルギー放出スピードの天井というわけです。
さらにこの“出力の壁”は4 次元の宇宙（縦・横・高さ＋時間）だからこそ意味を持つことも分かりました。5 次元以上の仮想宇宙では、長さのスケールが絡んでしまい、同じような普遍的上限をきれいに導けません。私たちの宇宙が4 次元である事実そのものが、プランクパワーという上限を自然に生み出している――それが今回の理論計算の示すところです。
プランクパワーは量子論からも導けるのか？
謎を解明するためヴィーラント博士らは、まず重力波が通過する時空の境界面（光速で伝わる重力場の情報が通る仮想的な面）を考え、その上で重力場の振る舞いを数式で記述しました。
