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10次元の宇宙を理解する


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10次元の宇宙を理解する

( 図 カラビ-ヤウ・フォーマット ウィキメディアパブリックドメイン)

(Fig.) アーティクル・イメージ

 

概略

次元(ディメンション)の現実と、それらが宇宙の秩序においてどのように役割を果たすかは、「パラレル宇宙(parallel universes)」の一般的な特徴付けとはまったく異なっています。

 

多重次元(MULTIPLE DIMENSIONS)

誰かが「異なる次元(different dimensions)」を述べるとき、私達は、パラレル宇宙のようなものを考える傾向があります。パラレル宇宙は、私達と並行して存在する代替的な現実ですが、物事が働くか違って起こります。しかしながら、次元の現実と、それらが宇宙の秩序においてどのように役割を果たすかは、この一般的な特徴づけとは全く異なっています。

それを打破するために、次元は、私達が現実であると認めるものの、単に異なる側面です。私達は、毎日私達を取り巻く3次元を直ちに認識しています - それらは、宇宙内の総ての物体の長さ、幅、深さを定義するもの (それぞれx軸、y軸、z軸) です。

この3つの目に見える次元を超えて、科学者達はもっと多くがあるかもしれないと考えています。実際、スーパーストリング理論(超ひも理論)の理論的枠組みは、宇宙は10の異なる次元に存在することを断言しています。これらのさまざまな側面が、大宇宙、自然の基本的な力、そしてその中に含まれる総ての素粒子、を支配するものです。

 


How Many Dimensions Does The Universe Have?

(5:12)  2014/11/08

 

1次元は、既に述べたように、長さ (すなわち、x軸) を与える次元です。 1次元の物体の良好な説明は、長さに関してのみ存在する直線で、他に識別可能な性質はありません。

これに第2の次元、高さ (つまりy軸) を追加すると、2次元の図形 (例:正方形)になる物体が表示されます。

第3の次元は深さ (すなわち、z軸) を含み、それは総ての物体に面積と断面を与えます。これの完璧な例は立方体で、3次元で存在し、長さ、幅、深さ、それ故に体積を有します。

これらの3つを超えて、私達には直ちにはっきりしない7つの次元があります。しかし、私達がそれを知っているように、宇宙と現実に直接の影響を与えるものとして、まだ認識されます。

 

他の次元を知ること

科学者達は、第4の次元は時間だと考えています。任意の所与の時点ですべての既知の物質の性質を支配する時間 (私達は既にこれの大部分を知っています) だと考えています。時間は、ある任意の時点で総ての既知の問題の性質を支配します。他の3つの次元とともに、物体の時間的な位置を知ることは、宇宙でその位置をプロットするために不可欠です。

他の次元は、より深い可能性が出現するところで、他の次元との相互作用を説明することは、物理学者にとって物事が特にトリッキーです。

ストリング理論(string theory))[弦理論]によれば、5次元と6次元は、可能な世界の概念が生まれる場所です。もし私達が5次元を通して見ることができるならば、私達の世界とは若干異なる世界が見えます。それは私達の世界と他の可能性のあるものとの間の、類似点と相違点を測定する手段を私達に与えるでしょう。

 

(Fig.1) バークレー・センターのGIF画像

 

6次元には可能な世界の平面があり、そこでは私達は、これと (即ち、ビッグバン(Big Bang) )同じ初期条件から始まる、総ての可能性のある宇宙を比較し位置づけることができます。理論的には、5次元と6次元を習得することができれば、時間を遡るか、別の未来に行くことができます。

7次元では、異なる初期条件で始まる可能な世界にアクセスできます。 5次元と6次元では、初期条件が同じで後の行動が異なっていましたが、ここでは、総てがほとんど始まりの時間とは異なります。 8次元は、再び私達に、そのような可能な宇宙の歴史の平面を与え、それぞれが異なる初期条件で始まり無限に分岐します (このため無限と呼ばれています)。

9次元では、私達は可能な総ての宇宙の歴史を比較することができます。それは、可能な物理法則と初期条件が総て異なるものから始まる宇宙のことです。10次元と最後の次元では、私達は総てが可能で、想像できる限り包括されたポイントに到達します。さらに超えて、格下の私達が想像することはできません。それは私達が次元に関して考えられることに自然な制限を与えます。

 

意味をもつ理論

私達が認識できないこれらの付加的な6つの次元の存在は、自然の一貫性を保つためにストリング理論に必要なものです。 私達が空間の4次元だけを知覚できるという事実は、2つのメカニズムの1つによって説明できます:

  1. 余剰次元(extra dimensions)は、とても小規模でコンパクトです。
  2. 私達の世界は、重力以外の総ての既知の粒子が制限されるだろう膜(既知のブレン理論(brane theory) )に対応した、3次元のサブ・マニホールド(submanifold)[分多様体]上に生きているのかもしれません。

もし余剰次元がコンパクト化されているならば、余剰の6つの次元は、カラビ-ヤウ・マニホールド(Calabi-Yau manifold)の形でなければなりません。私達の感覚が認識できませんが、それらはほぼ最初から宇宙の形成を統治していたでしょう。それが、科学者がそれを信じる理由です。初期の宇宙 (すなわち、数十億年前) からの光を見分けるために望遠鏡を使って時間を遡って眺めることによって、これらの付加的な次元の存在が宇宙の進化にどのように影響したかを見ることができるかもしれません。

 

(Fig.2) カラビ-ヤウ多様体、クレジット:A.Hanson

 

大統一理論(grand unifying theory)の他の候補者(既知の、統一理論(theory of everything))と同じくらいに、宇宙が10次元(またはあなたが使用するストリング理論のどのモデルに依存するか)によって構成されているという信念は、素粒子物理学の標準モデルを重力の存在と調和させる試みです。要するに、それは、宇宙内のすべての既知の力(重力、電磁気力、弱い力と強い力)がどのように相互作用するかを説明しようとする試みであり、他の可能な宇宙そのものがどのように働くかについて説明します。

詳細については、ユニバース・トゥデイ(Universe Today)誌の次ぎの記事を参照してください。パラレル宇宙の一般論と、パラレル宇宙の科学者達は、それは実際には存在しないことを発見したと考えています。他にもいくつかの素晴らしいオンライン・リソースがあります。これは、10次元を詳しく説明する素晴らしいビデオです。また、PBSのウェブサイトで、エレガント・ユニバース(Elegant Universe)のテレビ番組を見ることもできます。それは十次元の素晴らしいページを持っています。天文学のキャスト「宇宙の大規模な構造」のエピソード137もかなり面白いです。

 

パラレル宇宙の一般論

www.universetoday.comパラレル宇宙の科学者達は、それは実際には存在しないことを発見した

www.universetoday.comエレガント・ユニバース(Elegant Universe)のテレビ番組

www.pbs.org天文学のキャスト

www.astronomycast.com宇宙の大規模な構造

www.astronomycast.com

 

----- 出典 -----

futurism.com(同様な記事)

www.universetoday.combigthink.comultraculture.org

 

----- この記事を読んで -----

私達の暮らす宇宙が、どのような構造、仕組みになっているか物理学を始めさまざまな分野でも関心の高いことと思います。いかんせん「空間3次元+時間」までが、私達が知覚でき直感的に理解できる世界です。それ以上の高次元に何か在る/居るとすれば、お化けでしょうか ?

物理学で示されている基本相互作用のうち、重力だけが極端に弱く(それを荷うゲージ粒子:グラビトン、未発見)、私達は日常的に暮らしている地球上で影響を受けている身近なもののはずですが、詳しく分かっていません。物理学では余剰次元を加えることで、重力を理解しようともしています。こうしても、量子もつれの仕組みは説明に至らないかもしれません。

パラレル宇宙(パラレル・ユニバース)、マルチバース、、、どんな宇宙モデルが現実なのでしょうか。

 

Calabi–Yau manifold - Wikipedia

String theory - Wikipedia

Superstring theory - Wikipedia

 

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