多次元空間とは

人間は、3つの物理的次元と時間という4つの次元で日々の現実を体験します。 アルバートアインシュタインの相対性理論によれば、時間は実際には4番目の物理的次元であり、他の3つと同様の測定可能な特性があります。 物理学の現在進行中の研究分野は、非常に小さなスケールで現実を支配する相対性理論と量子理論の両方を説明する試みです。 この分野のいくつかの提案は、多次元空間の存在を示唆しています。 言い換えると、人間が知覚できない追加の物理的次元があるかもしれません。

多次元空間を取り巻く科学は非常に気が遠くなるので、それを研究する物理学者でさえ完全には理解していません。 物理オブジェクトの高さ、幅、および長さに対応する3つの観察可能な次元から始めると役立つ場合があります。 アインシュタインは、20世紀初頭の一般相対性理論の研究で、時間も物理的な次元であることを実証しました。 これは極端な条件でのみ観察可能です。 たとえば、惑星体の巨大な重力は、その近くで実際に時間を遅くする可能性があります。 この理論によって作成された宇宙の新しいモデルは、時空として知られています。

アインシュタインの時代以来、科学者は宇宙の秘密の多くを発見しましたが、ほとんどすべてではありません。 主要な研究分野である量子力学は、物質の最小粒子とそれらがどのように相互作用するかについて学ぶことに専念しています。 これらの粒子は、観測可能な現実の問題とは非常に異なる方法で動作します。 物理学者のジョン・ウィーラーは、「量子力学に完全に混乱していなければ理解できない」と言ったと報告されています。多次元空間がこれらの素粒子の奇妙な振る舞いを説明できることが示唆されています。

20世紀と21世紀の大部分で、物理学者はアインシュタインの発見と量子物理学の発見を調和させようとしました。 そのような理論は、重力などのよく理解されていない力を含め、宇宙についてまだ知られていない多くのことを説明すると考えられています。 この理論の主要な候補の1つは、スーパーストリング理論、超対称性、またはM理論としてさまざまに知られています。 この理論は、量子力学の多くの側面を説明していますが、現実が10、11、または26次元である場合にのみ正しい可能性があります。 したがって、多くの物理学者は多次元空間がありそうだと信じています。

この多次元空間の余分な次元は、人間がそれらを観察する能力を超えて存在するでしょう。 一部の科学者は、通常の方法では見ることができないような方法で、観察可能な3次元に折りたたんだりカールしたりすることを提案しています。 科学者は、衝突時に素粒子がどのように振る舞うかを見ることで、その効果を文書化できることを望んでいます。 ヨーロッパのCERNなど、世界の粒子加速器研究所で多くの実験が行われ、この証拠を探しています。 他の理論は、多次元空間の存在を必要とせずに相対性理論と量子力学を調和させると主張しています。 どの理論が正しいのかはまだ分からない。