物理が予言する「この世の終わり」 真空崩壊が起きる確率は？
起きる可能性は限りなく小さいが、万が一起きてしまったら宇宙が壊滅する──。
「物理学の理論」から予測される最大の災害が「真空崩壊」だ。
宇宙のどこかに生じた小さな泡が光速で広がり、宇宙全体を飲み込んでいく。これは一体、どういう現象なのだろうか？
まず「真空」とは何かを説明しよう。
何も存在しない空っぽの空間を想像するかもしれないが、物理学では、「場のエネルギーが最も低い状態」を意味する。
場というのは、空間のいたるところにある物理的な量のことだ（ただし値がゼロのこともある）。たとえば電磁場は、空間の各点に電荷を置いたときに働く力である。
この世のものは、放っておけばエネルギーが最も低い状態に移っていく。場もエネルギーの最低状態、つまり真空に移行する。だがエネルギーが変化できる範囲はさまざまな理由で制限されており、その範囲は「ポテンシャル」で示される。
現代の物理学によると、「宇宙はヒッグス場」という場で満たされており、そのエネルギーは、中央が高くてその周りが低い、ワインボトルの底のような形をしたポテンシャルの中にある。
「ヒッグス場」のエネルギーは、宇宙が始まった瞬間にはポテンシャルの中央の山の上にあったが、直後に周囲の谷底に落ち、宇宙を満たす光と物質が生まれた。 =谷村省吾、釜内克浩（3D画像制作）
宇宙が始まったとき、「ヒッグス場のエネルギー」はポテンシャルの中央の山の位置にあったが、次の瞬間にその外にある谷、つまり真空に落ちた。このとき山の高さに相当する膨大なエネルギーが解放され、光と物質が宇宙を満たした。これが「宇宙のビッグバン」だ。
現在の宇宙のヒッグス場は、この谷底の辺りで振動している。だが量子力学によると、この真空も、実は本当の真空ではないのかもしれない。
近年、ハーバード大学のシュワルツ（Matthew D. Schwartz）らや名古屋大学の庄司裕太郎らがそれぞれ、ヒッグス粒子の最新の測定データなどにもとづいてヒッグス場のポテンシャルを計算し直した。
その結果、現在の真空よりも「もっとエネルギーの低い谷」が存在する可能性があることがわかった。
現在の宇宙を満たすヒッグス場のエネルギーはポテンシャルの谷底にあるが、その外側に実はもっと深い谷があるようだ。確率は極めて低いが、いつか山を通り抜けてその深い谷に落ち、この宇宙は壊滅するのかもしれない。 =谷村省吾、釜内克浩（3D画像制作）
現在の宇宙はポテンシャルの谷底にあるので、めったなことではここから動かない。だが量子力学の効果により、ごくわずかな確率でポテンシャルの山を通り抜け、さらに低い谷に落ちていく可能性がある。これが真空崩壊だ。
もし「真空崩壊」が起きると、ヒッグス場の平均的な値（真空期待値）が変化する。物質を構成するクォークや電子、弱い力を伝えるウィークボソンなど、この宇宙を構成する素粒子の質量は、真空期待値に比例している。もしもヒッグス場の真空期待値が変わったら、「素粒子の質量」も変わってしまう。
仮に「電子」が重くなると、原子の直径は今より小さくなる。ウィークボソンが重くなると、太陽のような恒星で核融合反応が起きる確率が小さくなり、恒星の燃焼は停止する。星も物質も圧潰するだろう。
さらに、現在の宇宙がいる 「谷」と、崩壊した先の「谷」との落差の分だけエネルギーが解放され、光と物質と反物質が爆発的に生成されるだろう。
星や生物が形をとどめることは不可能だ。真空崩壊は、人類の経験と想像をはるかに超えた出来事だ。
最新の計算結果によると、「宇宙の始まり」から現在にいたるまでの間に宇宙のどこかで「真空崩壊」が始まって、それが地球を飲み込んでいた確率は10のマイナス868乗、すなわち「1の後に0が868個続いた数」分の1だ。途方もなく小さな確率だが、ゼロではない。
「真空崩壊」は、物理の理論が予言する「この世の終わり」だ。急いで対策する必要はないが、物理学者たちは、万物の成り立ちと行く末を見定める重要なヒントになると考えている。
（日経サイエンス編集部 古田彩、名古屋大学 谷村省吾）
日経サイエンス2026年3月号に掲載 日本経済新聞2026年2月14日 11:00
- 静的宇宙の崩壊: 相対性理論では、重力によって物質が引き合い、宇宙は収縮・崩壊してしまうと予想された。
- 宇宙項（ラムダ）の導入: 静的な宇宙を維持（固定）するため、アインシュタインは重力崩壊に対抗する外向きの圧力を加えた。
- 最大の過ち: 宇宙の膨張が発見された後、アインシュタインはこの「宇宙項」をアインシュタインの死後に「最大の過ち」として撤回した。
- 現代の宇宙観: 相対性理論は、重力波やブラックホール、宇宙の膨張など動的な宇宙を記述し、現代では「ビッグバン理論」の基盤となっている。
左がハッブル望遠鏡、右がジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡の画像の違い
- 性能の違い: ハッブルが可視光や紫外線で観測するのに対し、JWSTは主に赤外線を観測します。これにより、宇宙初期に生まれた星や銀河（遠方の銀河）を捉えることができます。
- 鏡のサイズ: ハッブルの主鏡が2.4メートルであるのに対し、JWSTは6.5メートルと約2.7倍大きく、より多くの光を集めることができます。
- 場所: 地球から約150万km離れたラグランジュ点（L2）に位置し、地球の熱や光の影響を受けずに宇宙を観測します。
- 第15代NASA長官: ジャレッド・アイザックマン (Jared Isaacman)
- 就任日: 2025年12月18日
- 経歴: 民間宇宙ミッション「Inspiration4」や「Polaris Dawn」のコマンダーを務めた民間宇宙飛行士であり、実業家。
何も入っていな い「真空の箱」 で物質の性質を変えることに成功
