10次元空間と超ひも理論

みなさまこんばんは。
ちょっとご無沙汰し失礼してました。
涼しかったり暑かったりで大変ですが、みなさまはいかがお過ごしですか?

さて、表題件につきリクエストをいただきました。
私としても最も興味のあるテーマの一つですので、何とか自分の言葉で語ってみたいと思います。
(細かい記述については誤りがあるかもしれませんので、正確を期すには専門的解説書をお読みください。あくまで感覚で捉えてください。)
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今現在の物理学では説明できない宇宙の諸問題として次のようなものがあります。
1.我々の知っている素粒子からなる宇宙は高々4%だ。残りの大半を占めるダークマター(暗黒物質)、ダークエネルギーとは何だ?
2.宇宙はなぜ平面なのか? 宇宙はなぜ均質なのか?
3.宇宙の次元は何か? 素粒子の根本は何か? 力の本質は何か? そしてそれはビッグバンとどうかかわるのか?

1、2は当ブログで既に取り上げました。
3についてもさわりは紹介しました。
今日は3をちょっと踏み込んだ話です。

3はものすごい根源的な話です。
平たく言うと「この世とは何か?」という問題です。
これが解ったらまさに神になったも同じでしょう。

宇宙は空間も時間も何もない点からビッグバンという爆発が生じ宇宙が生じ、膨張して行ったことが「ほぼ」正しいことが理論でも観測でも裏付けられています。
「ほぼ」と申しましたのは、そもそも真空であったところに莫大なエネルギーが詰まっていたことをどう説明するか、ができないという矛盾があるからです。

我々の住んでいる空間は3次元+時間で4次元の世界です。
素粒子は最後の謎の粒子ヒッグスがほぼ発見されましたので、数十種類全てが見つかりました。
この世の力は、重力、電磁力、強い力、弱い力、の4種類の力が存在し、宇宙を構成しています。

上記したこの世の空間、素粒子、力の延長上の説明では、ビックバンの矛盾を説明できないのです。
そもそも素粒子や力が異種の複数のものが存在するというのも変な話です。
神様がいて別々の物を素材に料理したなら別ですが、自然に出来上がったこの宇宙は、あるいはその前身であるプレ宇宙の出発点はもっとシンプルな原理で成り立つ粒子よりももっとシンプルな単位と、4つの力を統一する大元の力から成り立っていた、と考えるのが自然です。

一方、これとは別に量子力学(原子核以下の小さい領域の物理を扱う学問)の理論により、10次元の世界が全ての矛盾がない世界であることが知られていました。正確には空間9次元+時間1次元です。
我々の住む現宇宙は空間3次元+時間1次元と認識されているのは、残りの6次元が閉じていて観測不能というのが最近の多くの学者の意見です。

いずれにしても、この宇宙は10次元という仮定のもと、全ての素粒子や力の存在を統一的に説明できる、あらゆる「物」のこれ以上ない最小単位として考えられたのが「ひも」です。
(素粒子が発見された時も「これ以上分けられない最小単位」と言われましたが、実はまだ小さい単位があったのです。でもひもこそこれ以上分けられない最小単位です。)

ひもは素粒子よりずっと小さいサイズで、数種類存在したかと思います。
これらのひもが10次元下で「波」のような相互作用することで、素粒子や力を構成する、というのが「超ひも理論」です。
超ひも理論なら、ビッグバン前の真空エネルギーも説明できます。

ひもと10次元空間が本当に、あらゆる世界の基本です。
この世には我々のビッグバンとは別のビッグバンからできた宇宙がきっとあることでしょう。
超ひも理論や多宇宙についてはまだ完成された理論ではありませんが、ほぼ証明されようとしています。

では、なぜ今の宇宙は空間が3次元しか観測できないのか、は未だ謎です。
あるシミュレーションによれば、最初は空間9次元で宇宙は伸びていたのですが、ある時から3次元だけしか伸びなくなり、残りは丸まって閉じてしまった、とのことです。

いかがでしたでしょうか?
子供の頃「宇宙の端の外側はどうなっているか」を考えると眠れなくなりましたが、10次元と超ひも理論なら、実際イメージするのは難しくとも少なくとも理論においてはほぼ矛盾なく説明できることから、安心されませんか?
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テーマ : 宇宙・科学・技術
ジャンル : 学問・文化・芸術

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No title

ST Rockerさん
おはようございます(^^)
今回はなんだかとっても難しいお話で
おバカな私にはチンプンカンプン(笑)
本当になんでもご存じでいつも
感心しちゃいます(^^)

mon mamaさん

お世話さまです。
いつもありがとうございます。
今日は調子はいかがでしょうか?
さて、難しかったでしょうか?
神様の領域の話なので、なかなか使える言葉も確かに少ないんで(汗)。
また頑張ってわかりやすく書きますね。
このテーマ後日、続きます。

No title

他にも宇宙があるなんて・・・
また子供の頃と同じように眠れなくなりそうです(^_^;)

おバカなので(汗)小学生にもわかるような宇宙の話も
機会があったらお願いします(^_^;)

それにしても、すごい世界の話だなぁ!!
面白かったです(*^_^*)

そふぃーおばさんさん

こんばんは。
いつもおいでいただきありがとうございます。
面白かったとおっしゃっていただき、とてもうれしいです。
全くの無から突然爆発して、そして膨張して宇宙が出来上がったということに関して、そもそも「全くの無とはなんぞや」などの基本的疑問が一気に解決できる理論です。
子供の頃の謎が解けようとしてますので、安心なさってください。
はい、次にはとてもシンプルな言葉で説明するように挑戦しますね(笑)。

No title

ST Rockerさん  おはようございます
お久しぶりです  誰かわかりますよね!

皆様が言われるように 非常に難しい理論ですね
物理学を専攻してなく 科学愛好家でなければ
チンプンカンプンです

調べてみても 超弦理論 ダークスター 余剰次元だとか 
またまた理解に苦しむような単語が・・・26次元まで・・・

ST Rockerさんは 科学愛好家 技術者を対象にしたいとは思われますが この理論を分かりやすく説明をするのは 並大抵ではないような気がします
ST Rockerさんの力量で 私をはじめコメントをしていただいた方達に 分かりやすい説明を期待しますね

今回この理論に対して 非常に多く検索をして ほんのちょっとボンヤリとですが・・・・ 勉強させていただきました

 

おはようございます

10次元ですか!
この小さな頭では想像もできない世界です!
それにしてももう随分いろんな事が解明されてきたんですね。
人間って素晴らしいですね☆

ごんたさん

こんにちは。
はい、もちろんどなたかわかります。
お元気でしょうか?
まもなくですね。
さて、今回のテーマにご興味いただきありがとうございます。
随分お調べになったようですごいですね。
そこで、ご要望にお応えして、後で私なりの記事をアップします。
ご期待ください。



ももこさん

こんにちは。
いつもありがとうございます。
神の領域に迫るテーマですので、ぜひ皆さんにもその感動を共有していただきたいと思いました。
後でまた記事をアップしますのでご期待ください。
プロフィール

ST Rocker

Author:ST Rocker
ビートルズ解析ブログへようこそ!
つくば-千葉-さいたま の三角形を行き来していますす。
モットー:理系なのに熱く音楽、政治・経済を語る。
酒と冒険と音楽をこの上なく愛し波乱万丈の人生を送るB型です。
ご気楽にコメントください。

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