次元とは何か？
Summary
TLDRこのスクリプトは、無限の宇宙とその次元についての興味深い旅を提供します。私たちは3次元の世界に住んでいますが、最新の物理学では4次元以上の隠れた次元が存在すると考えられています。次元とは、どの方向に動けるかを数えたもので、0次元から4次元まで、そしてそれ以上の次元についても触れています。古代ギリシャの数学者や哲学者から現代の物理学まで、次元の概念がどのように進化し、それが私たちの世界をどのように形づけているかを解説しています。また、時間と空間の関係、特殊相対性理論、そして現代の物理学における余剰次元やホログラフィー理論など、さまざまな視点から次元の奥妙を探求しています。
Takeaways
- 🌌 私たちは三次元の空間に住んでいますが、最新の物理学では4次元以上の隠れた次元が存在すると考えられています。
- 📐 次元とは、どの方向に動けるかを数えたものです。0次元から3次元までの進化は、点、線、平面、空間の概念に沿っています。
- 🔍 4次元空間では、立方体が存在する空間そのものが新しい方向に移動することができると想像されます。
- 📚 古代ギリシャの数学者ユークリッドと哲学者アリストテレスは、次元に関する基礎的な定義を残しています。
- 📈 ルネ・デカルトは座標の考え方を作り出し、次元を特定の点の場所を決定するために必要な数字の数と説明しました。
- 📊 幾何学は二次元の世界で初めて意味を持つようになり、面積や形の概念が導入されました。
- 🛸 特殊相対性理論では、光の速度が常に一定であるという高速度不変の原理に基づいています。
- 🕒 時間は空間とは異なり、一方構成を持ち、過去から未来へと一方向に進む性質を持っています。
- 🔧 1920年代に提唱された4次元時空の理論は、重力と電磁気力を一つの理論で説明する可能性を示しました。
- 🔨 超ひも理論では、10次元時空が存在すると予測されており、余剰次元がコンパクト化された状態で存在すると考えていています。
- 🌀 ホログラフィー原理は、高次元の世界の物理法則が低次元の世界で再現できるという考え方で、物理学の理解に大きな変革をもたらす可能性があります。
Q & A
次元とは何を表しているのでしょうか？
-次元とは、空間で自由に移動できる方向の数を表しています。例えば、0次元は動くことができない点、1次元は直線上での前後移動、2次元は平面上での左右と前後の移動、3次元は私たちが生活する空間であらゆる方向に移動ができます。
4次元空間とはどのようなものですか？
-4次元空間は、立方形の物体が存在する空間そのものが、新たな方向に移動することができる空間です。つまり、3次元の立方体が、さらに別の直角の方向に動くことができる空間です。
古代ギリシャの数学者ユークリッドはどのように次元を定義しましたか？
-ユークリッドは、点を大きさもなく場所だけを示すもの、線を長さだけがあるもの、面を長さと幅があるけれど厚さがないもの、立体を長さと幅と高さがあるものと定義しました。
ルネ・デカルトはどのようにして次元を説明しましたか？
-デカルトは座標という考え方を作り出し、次元を特定の点の場所を決定するために必要な数字の数と説明しました。例えば、点は0次元、直線上や曲線上の点の位置を決めるには1つの数字が必要であり、面の場合は2つの数字が必要であると説明しました。
4次元の超立方体とは何ですか？
-4次元の超立方体は、立方体の4つの角形をさらに8つの立方体で定義されるものです。私たちは3次元の世界では超立方体を直接観察することはできませんが、4次元の空間で考えると、立方体が新たな次元に沿って回転することができると考えられます。
時間とはどのような次元ですか？
-時間は私たちが普段感じている第4の次元であり、物事を特定するために必要な要素です。しかし、時間は空間とは大きく異なる性質を持っており、過去から未来へと一方向にしか進めません。
アインシュタインの特殊相対性理論では光の速度についてどのような主張をしていますか？
-アインシュタインの特殊相対性理論では、光の速度は常に一定であると主張しています。これは光の速度が観測者の速度に関係なく、常に一定の速度であることを意味します。
消費子理論とは何ですか？
-消費子理論は、1984年にマイケル・グリーンとジョン・シュワルツによって提唱された理論で、素粒子を振動する小さな紐とみなして、その紐の振動によって素粒子の性質が決まると提案しています。この理論では、空間が急次元、時間が1次元の10次元時空が存在すると予測しています。
余剰次元とは何を指すのでしょうか？
-余剰次元とは、3次元の空間にコンパクト化された次元を指します。これらの次元は、私たちが気づいていないが3次元の空間の中に存在しており、物理学の法則と矛盾しない高次元空間を考えることができる理論です。
ホログラフィー原理とは何ですか？
-ホログラフィー原理は、二次元である平面上に三维映像が浮かび上がるホログラムのように、高次元の世界の物理法則が低次元の世界で再現できるという考え方です。つまり、異なる見かけを持つ世界でも、基本的な法則や構造は同じであると考えられています。
Outlines
🌌 四次元の世界と物理学の進歩
この段落は、四次元空間の概念とそれに関連する物理学の進歩について説明しています。三次元空間に住む私たちにとって、四次元は新しい方向性を持つ空間で、普通の立方体がその空間内で自由に移動できることを示しています。また、古代ギリシャの数学者や哲学者の定義から、次元の概念がどのように発展してきているかを追跡し、四次元空間の理解に役立つ情報を提供しています。
📐 次元と幾何学の基礎知識
この段落では、次元の数と空間での自由移動の関係について説明し、幾何学の基礎知識を紹介しています。0次元から3次元まで、各次元の特徴やその空間での動きを詳細に説明しています。また、次元の概念がどのように物事の大きさや複雑さを理解するのに役立つか、ルネ・デカルトの座標系など、次元を特定の点の場所を決定するために必要な数字の数と説明する方法も触れています。
🌠 四次元空間と特殊相対性理論
この段落では、四次元空間の概念とアインシュタインの特殊相対性理論に関連するアイデアが紹介されています。四次元の超立方体や、四次元空間での物体の回転による左右反転の可能性について説明し、四次元空間が存在する場合、私たちが感じる重力がどのように変化するかを探求しています。また、時間の次元と空間の次元の違い、特殊相対性理論における時空の概念についても触れています。
🔍 四次元空間の研究と理論
この段落では、四次元空間の存在に関する過去の研究と新しい理論が紹介されています。1920年代に提唱された四次元時空の概念、その後の物理学の発展、そして消費子理論による高次元時空の予測について説明しています。また、コンパクト化された余剰次元の概念や、超ひも理論における開いた紐と閉じた紐の説明も含まれており、これらの理論が現在の物理学の研究にどのように影響を与えているかを探討しています。
🌐 ホログラフィー理論と四次元空間
最後の段落では、ホログラフィー理論と四次元空間の関係について説明しています。この理論は、高次元の世界の物理法則が低次元の世界で再現できるというアイデアを示しています。ブラックホールに関する議論とホーキング放射の発見、そして情報の保存の法則との矛盾を解決するためのホログラフィー原理の背景についても触れています。また、この理論が物理学の理解に与える可能性のある変革と、その背後にある数学的な構造や物理的な法則についても詳細に説明しています。
Mindmap
Keywords
💡無限宇宙
💡次元
💡4次元空間
💡隠れた次元
💡アインシュタイン
💡消費子理論
💡ホログラフィー原理
💡カルビヤブ空間
💡時空
💡特殊相対性理論
💡一般相対性理論
Highlights
私たちは三次元の空間に住んでいる
最新の物理学では4次元以上の隠れた次元が存在する
次元とはどの方向に動けるかを数えたもの
0次元から3次元までの進化と定義
4次元空間では新しい方向に動くことが可能
古代ギリシャの数学者ユークリッドと哲学者アリストテレスの次元に関する考え方
ルネデカルトの座標系による次元の説明
二次元の世界では面積と形の比較が可能
三次元の世界では体積を持つ多様な形状が存在
四次元の超立方体とその定義
四次元空間での物体の回転と左右反転
アインシュタインの特殊相対性理論と時空の概念
時間の一方構成と過去・未来の関係
四次元空間の存在と重力の弱さの関係
1920年代に提案された四次元時空の理論
消費モリオン理論と10次元時空の予測
余剰次元とコンパクトか的概念
カラビヤブ空間とその特殊な形状
超ひも理論と開いた日も・閉じた日も
ホログラフィー原理と高次元の物理法則
ブラックホールと情報保存の法則
豊かや凪の公式と時空のホログラム
Transcripts
00:00こんばんは無限宇宙の旅へようこそ私たち
00:02は
00:03盾横高さからなる三次元の空間に住んでい
00:07ますSF映画や宇宙の話でも次元という
00:11言葉がよく使われます次元とは一体何なの
00:14でしょうか最新の物理学の研究では実は
00:17この世界には4次元以上の隠れた資源が
00:20存在すると考えられています
00:23隠れた次元とはどういうことなのか
00:25興味深い次元の世界についてご紹介して
00:27いきます次元とは簡単に言えばどの方向に
00:31動けるかを数えたものですまずは点を考え
00:35てみましょう電話との方向にも動くことが
00:37できないため
00:390次元と言えます次に直線を考えてみ
00:42ましょう直線の上では前後に動くことが
00:45できますこれは1次元ですさらに平面に
00:48ついて考えてみましょう平面では直線の
00:51線路だけでなく左右にも動けますこれは二
00:55次元になります地球の表面の二次元です色
00:58と軽度のに方向に動くことができるている
01:00からですそして私たちが生活している世界
01:03は前後左右に加えて上下という3つの方向
01:07に自由に動くことができますこれが3次元
01:09ですでは4つ目の方向に自由に動けるとし
01:13たらどうなるでしょうか次元とはその空間
01:15で自由に移動できる方向の数ですから4
01:18次元空間では立て横高さそれらすべてに
01:22直角なもう一つの新たな方向にも動くこと
01:25が可能となりますつまり普通の立方体は3
01:28次元で上下左右前後に動くことができます
01:32が4次元空間では立方体が存在する空間
01:36そのものが全く新しい方向つまり第4の
01:39方向に移動することができるのです次元と
01:42いう考え方は物事の大きさや複雑さを理解
01:45するために
01:46昔から使われてきました
01:48紀元前300年頃の古代ギリシャの時代
01:50数学者ユークリッドは
01:52幾何学のそれまでの成果を言論にまとめ
01:55ましたユークリッドは
01:57チェーンいや
01:59一体お次のように定義しました点は大きさ
02:04もなく場所だけを示すもの線は長さだけが
02:08あり
02:08幅がないもの
02:10面は長さと幅があるけれど
02:12厚さがないもの立体は長さと幅と高さが
02:15ある私たちが普段見ている物体のような
02:18ものまた同じ古代ギリシャの時代の哲学者
02:21アリストテレスは
02:23著書
02:24倦怠論で立体は完全な形でそれ以上の次元
02:28は存在しないと書きましたまた言論の中で
02:32は先ほどの定義のほかに線の両端は点で
02:35ある
02:36面の端は線である立体の橋は面であると
02:39いう定義もされていますこれらの定義は
02:42私たちが次元の概念を理解する助けとなり
02:45ますフランスの哲学者であり数学者でも
02:47あったルネデカルトは
02:49座標という考え方を作り出しました
02:51デカルトの考えでは次元とは特定の点の
02:55場所を決定するために必要な数字の数と
02:58説明できます例えば大きさを持たない
03:02チェーンではその中に位置を特定すること
03:04はできませんだから点は0次元と言えます
03:07一方直線上や曲線上の点の位置を決めるに
03:11は
03:12基準点からの距離にあたる一つの数字が
03:14必要ですもし基準点から反対側に進む場合
03:17その距離はマイナスの値を持ちます直線や
03:21曲線で特定の点の場所を決定するために
03:23必要な数字の数は1つなので直線や曲線は
03:261次元となります
03:28面は方眼紙をイメージしてみましょうある
03:30点の位置を示すためには
03:32縦軸と横軸の両方に数値が必要です2つの
03:35数字が必要なので面は二次元です地球の
03:38表面も同様で特定の場所を示すためには
03:42糸と
03:43軽度の2つの数値が必要ですよって地球の
03:47表面宿の旧綿棒に次元と言えます1次元の
03:50世界つまり直線上では2つの領域aとbを
03:54比較する基準は長さだけですしかし二次元
03:58の世界つまり平面上では
04:01領域aとbを比較するための新たな基準が
04:03登場しますそれが
04:05面積ですさらに二次元の世界で面積だけで
04:08なくもう一つの特徴を用いて領域aとbを
04:11比較することもできますそれが形です直線
04:15上の1次元世界には存在しない三角形や
04:18四角形
04:19円形や楕円形さらには曲線に囲まれた不
04:22規則な形状といった多様な形が二次元の
04:25世界では存在しますこの形について扱う
04:28学問が
04:29幾何学です
04:30幾何学は1次元には存在しませんまた
04:33角度や回転といった概念も二次元の世界で
04:37初めて意味を持つようになりますまた曲線
04:40の曲がりは形に相当しそうに思えますが
04:42それは私たちが三次元の世界から1次元の
04:46世界を見下ろしているからですもし1次元
04:48の世界に住む生物が存在したとしたら彼ら
04:51にとっては方向は前後しかなく自分たちが
04:55存在する線などを曲がっているかは認識
04:57できないはずですそれは彼らが戦場を移動
05:01することしかできず見ることができるのは
05:03前後の点だけだからです二次元の世界
05:05つまり平面では
05:08面積を持つ多様な図形が存在します三角形
05:11や円といった図形がこれにあたります次元
05:13が一つ増えて3次元の世界になると空間に
05:16生まれるのは一体で体積を持ちます一帯に
05:20は直方体野球三角錐や円錐そして正四面体
05:25など多くの種類がありますそしてこの三
05:28次元の世界にしか存在できない形状が
05:30ドーナツのような
05:32穴が開いている形状です二次元の世界では
05:35穴が板付を作ることはできません例えば
05:38正方形に穴を開けようとするとそれはただ
05:41のへこみになりますそしてその穴をそこ
05:45まで貫通させると
05:46元の正方形は二つの長方形に分割されて
05:49しまいますこれは二次元の世界において
05:52穴が存在できないことを示していますもし
05:55一つの点
05:560次元を一つの方向に動かすとそれは一本
06:00の線1次元を形成します同様に1本の線を
06:04線とは異なる方向に動かすとそれは平面二
06:08次元を形成しますこれらの理解から一体3
06:12次元は平面を立体とは別の方向に動かす
06:16ことで生まれると考えることができます
06:18さらにこの考え方を応用すれば立体を
06:22動かすことで4次元の超立法体が作られる
06:25と推測できますそれではこの4次元の超
06:28立方体とは具体的にどのような存在なの
06:31でしょうか1本の線は2つの点によって
06:34定義され
06:35四角形は4つの線によって定義され立方体
06:37は6つの資格形によって定義されますこれ
06:40を踏まえると超立方体は8つの立方体に
06:43よって定義されると考えられますしかし
06:46私たちが生活している3次元の世界では超
06:49立方体を直接観察することはできません
06:52鏡の中に映る自分の姿は本当の自分とは
06:55左右が逆になっています例えばあなたが
06:58右手を受けると
07:00鏡の中のあなたは左手を上げているように
07:02見えますそして顔の右側にあるほくろは鏡
07:05の中では左側に移りますですからもしか波
07:09の中の自分が3次元の世界に出てきても
07:11本当の自分とぴったりと重なることはでき
07:14ないのですでももし4次元の空間が存在し
07:17そこで動き回ることができるとしたら
07:20鏡の中の自分を本当の自分と全く同じ姿に
07:23することが可能になります4次元の空間に
07:26移動しそこで体を回転させると右手は左手
07:30になり右側にあったほくろは左側に移動し
07:33ますこの左右の反転は私たちの体の中に
07:37存在するアミノ酸やブドウ糖といった微小
07:39な分子でも見られますこれらの分子には
07:41左手型そう右手型という2つの形があり
07:46それぞれが胸像の関係にあります実際地球
07:50上の生物の体内に存在するアミノ酸の
07:52ほとんどは左手型で
07:54ブドウ糖は右手型ですもし4次元空間に
07:57行けばこれらの分子は神戸で左右反転する
08:00ことになるでしょうもし左右が非対称な
08:02立体を3次元空間でどれだけ回転させても
08:05左右は反転しませんしかし4次元空間では
08:09物体を新たな次元に沿って回転させること
08:12が可能になると考えられますこの新たな
08:14次元の回転を通じて物体の左右を反転さ
08:17せることが可能になるのです私たちが生活
08:20するこの世界では物の位置を特定するため
08:23には立て横高さの3つの情報が必要となり
08:26ますですが本当にこれら3つだけで十分な
08:30のでしょうかちょっと想像してみて
08:32ください
08:33友人のAさんとBさんが明日会う約束をし
08:36たとしますしかし翌日二人は会うことが
08:39できませんでした二人は場所を決めたもの
08:41の時間を決めていなかったのですこのよう
08:44に物事を特定するためには場所だけでは
08:47なく時間も重要な要素となります
08:50従って時間の一種の次元と言えるかもしれ
08:53ませんこれが私たちが普段感じている第4
08:56の次元つまり時間軸です
08:58しかし時間は空間とは大きく異なる性質を
09:02持っています例えば空間は3次元であり
09:05自由に動き回ることができますが時間は
09:08過去から未来へと一方向にしか進めません
09:10空間の3次元はプラス方向とマイナス方向
09:13が存在しますが時間にはそうした対等性は
09:16ありません
09:17過去の出来事は未来に影響を与えますが
09:20未来の出来事が過去に影響を与えることは
09:22できませんこの時間の一方構成を時間のや
09:25と呼んでいますアインシュタインの特殊
09:28相対性理論は光の速度は常に一定であると
09:31いう高速度不変の原因に
09:34基づいていますこれは光の速度は
09:37観測者などのような状況下にあっても
09:39変わらないということを意味します
09:41具体的な例を使って考えてみましょう
09:43あなたが自転車で前進している時にボール
09:46を前に投げるとボールの速度はあなたの
09:48自転車の速度とボールを投げる速度の輪に
09:50なりますつまり自転車で時速10kmで
09:54走っていてその上で前に時速10kmで
09:57ボールを投げたら地上たボールの速度は
10:00時速20kmになりますしかし光に対して
10:03はこのルールが適用されません例えば
10:05あなたが自転車で前進しながらライトを前
10:08に向けて光らせたとしましょうその光の
10:11速度は自転車の速度と光の速度を足した
10:13速度になるわけではなく
10:15常に光の速度つまり秒速約30万kmに
10:19なりますこれが高速度不変の原理です
10:21さらにライトの光を見ている人が自転車の
10:25後ろを走っていたとしてもその人にとって
10:27の光の速度もまた秒速約30万kmです
10:31つまり光の速度は観測者の速度に関係なく
10:35常に一定なのですさらにアインシュタイン
10:38は時間と空間は密接に関連していて一緒に
10:41伸びたり縮んだりすると提唱しましたこれ
10:43を時空と呼びドイツの数学者エルマン
10:47ミンコフスキーが初めてこの概念を紹介し
10:49ましたこれにより
10:51我々の生活する世界は3次元の空間と1
10:54次元の時間で構成される4次元軸とみなす
10:58ことが可能になりましました私たちは普段
11:00身の回りの世界を3次元の空間つまり建て
11:03横高さの3つの方向で考えていますそして
11:07アインシュタインは特殊相対性理論で3
11:10次元に時間を一体化させて4次元軸と呼び
11:14ましたしかし
11:161920年代に空間自体が4次元であると
11:20いう新しい考え方が提案されますこの考え
11:23を提唱したのはドイツの数学者
11:25テオドールカルサとスウェーデンの物理学
11:28者オスカルクラインですカルツァは
11:30アインシュタインの一般相対性理論を研究
11:33している最中に4次元の空間でも理論が
11:36成り立つことに気づきましたさて横高さに
11:39さらに新たな一つの方向つまり4つ目の
11:43次元を加えても
11:44理論自体は矛盾しないと気づいたのです
11:46そしてこの4次元の空間を考えることで彼
11:50らは重力と電磁気力というそれまで別々の
11:53力として扱われていたものを一つの理論で
11:56説明する可能性を見つけましたこれは革新
11:59的なアイデアだったのですが残念ながら彼
12:02らの理論を証明することはできませんでし
12:04たしかしこの空間が必ずしも三次元である
12:08必要はないという新しい視点はその後の
12:12物理学の発展に大きな影響を与えることに
12:14なりますもし私たちが普段感じている3
12:18次元以上の次元が存在するとしたらどんな
12:20ことが起こるでしょうか重力は全ての次元
12:23に影響を及ぼすためもし高次元が存在する
12:26と重力はそこにも分散します結果として
12:29私たちが感じる3次元空間ではその一部分
12:33の重力しか感じられず重力は弱く感じ
12:36られることになります
12:38軽さとクラインが提案した4次元空間は
12:40証明に至りませんでしたがその考え方は
12:43消え去ることなく
12:441980年代になって
12:47消費モリオンの中で再び脚光を浴びること
12:49になりましたこれは現在も研究が活発に
12:52行われている理論です私たちの体を作って
12:55いる原子は電子や圧迫を多くダウンという
12:59素粒子から成り立っています上皮も理論で
13:01はこれらの素粒子全てが本質的には同じ日
13:05も出てきているとみなします
13:08消費も理論は
13:091984年にイギリスのマイケルグリーン
13:11とアメリカのジョンシュワルツによって
13:14提唱されました彼らは
13:16素粒子を振動する小さな
13:18紐だと考えその紐が様々に振動することで
13:22素粒子の性質が決まると提案しました同じ
13:25ギターの弦でも
13:26弾き方によって様々な音が出るのと同じ
13:28ように着物振動の形によって異なる素粒子
13:31に見えるのですさらに驚くべきことに
13:35消費も理論では空間が急次元時間が1次元
13:38の10次元時空が存在すると予測してい
13:40ます
13:41紐の振動で素粒子を説明するためには9
13:44次元が必要だからです私たちの世界である
13:473次元を超える空間の資源も物理学では
13:51余剰次元と言います1920年代に当時の
13:54物理学者カルサとクラインは4次元時空を
13:57提案しましたが二人は余剰次元を小さく
14:01丸めるという方法を考えましたこれを物理
14:04学では次元のコンパクトかと呼んでいます
14:07私たちは気づいていませんが3次元の空間
14:10の中にコンパクト化された余剰次元が存在
14:13しているという考えです
14:15軽さとクラインの理論では小さく丸められ
14:17た余剰次元は空間のあらゆる点にくっつい
14:20て存在していますまた小さく丸められた
14:24余剰次元は一つだけではありません例えば
14:26超ひも理論では6つの余剰次元が存在して
14:29それらがすべて小さく丸められているとさ
14:32れています
14:33余剰次元を丸めることのイメージとしては
14:35二次元の髪を丸めて筒状にした場合
14:38筒を限りなく細くしていくと最終的には1
14:41次元の線になりますコンパクト化された
14:43次元では
14:45丸められた方向に進むと出発点に戻って
14:47くるのですこのように考えることで今まで
14:50の実験結果や物理学の法則と矛盾しない高
14:53次元空間を考えることができるのです
14:56消費も理論においては
14:58余剰次元は6つ存在しその形状はカルビ
15:02ヤブ空間という特殊な形になっているとさ
15:05れていますカラビ
15:07ヤブ空間は非常に複雑な形状をしています
15:09私たちの世界では6次元の立体を正確に
15:13表すことはできませんが
15:15研究者たちが数学的な理論を用いて
15:17作り上げたからび
15:18ヤブ空間の形を3次元空間に落とし込んだ
15:21もので理解することができますこの
15:23カラビン
15:24ヤブ空間という名前はこの形状を最初に
15:27提唱した2人の数学者の名前から来てい
15:29ます一人はアメリカの数学者である
15:32エウジェニオからびもう一人は新分野です
15:34超ひも理論では
15:36紐が二つの形状で表現されると考えられて
15:39います一つ目は開いた日も2つ目は
15:43閉じた紐です開いた日もは名前の通り両端
15:47が開いた紐のような形をしていますこの
15:49開いた紐は
15:51ブレームという特定の範囲にくっついて
15:53しか存在できずその範囲であれば自由に
15:56動き回ることができますこのは幕のように
15:59広がっていて私たちが認識する3次元の
16:02世界に対応します一方もう一つの
16:06閉じた日もはひもの両端がつながった
16:09輪ゴムのような形状をしていますこれには
16:12ブレーンにくっつく走らないため
16:15ブレーンの範囲を超えて自由に動くことが
16:17できます超ひも理論では物質を構成する素
16:21粒子や電磁気力を伝える講師などは開いた
16:24日も出現されます一方で重力を伝える素
16:28粒子である重力子は
16:30閉じた日も出現されます
16:32閉じた紐は三次元の空間にとらわれずより
16:36高次元の空間を自由に動き回ることができ
16:38ますこれがなぜ重力だけが他の力と比べて
16:41非常に弱いのかという疑問に対する一つの
16:44説明となります
16:46閉じた紐である重力士が高次元の空間に
16:49拡散しやすいから
16:50我々が感じる重力は弱くなるというわけ
16:53です私たちが普段感じている重力の法則は
16:56物の間の距離が2倍になるとその力は4分
17:00の1になるというものですこれを逆に上の
17:03法則と言いますしかしこれは3次元の世界
17:06でしか成り立ちません二次元の世界を
17:09考えると物の間の距離が2倍になると力は
17:12半分になりますこれを逆位置情報の法則と
17:16言いますこのように4次元の世界を考える
17:18と物の間の距離が2倍になると力は8分の
17:221になりますこれを逆三上の法則と言い
17:26ます地球は太陽の周りを楕円形の軌道で
17:28回っていますがこれは三次元の世界つまり
17:32逆に上の法則が働いているからと言えます
17:35もし逆一錠の法則や逆三上の法則が働いて
17:39いたら地球は安定した気動を描けず
17:42太陽に衝突したり
17:44太陽系から飛び出してしまうでしょうまた
17:47原子も3次元の世界でしか安定して存在
17:49できません
17:50原子で合成されている私たちがこうして
17:53存在するということ自体がこの世界が3
17:55次元であることを示していますもし4次元
17:58の世界実際に存在するとしたらそれは我々
18:01が存在することと矛盾しない特別な4次元
18:04空間でなければいけませんその第4の次元
18:07は
18:07我々が観測できないほど小さいかあるいは
18:10我々の物質が行き来できないような特別な
18:12次元であると推測できます次元が異なれば
18:15物理法則も異なると考えるのが常識とされ
18:18てきましたがそれを覆す理論が考えられて
18:21いますそれがホログラフィー現にという
18:24理論ですこれは二次元である平面上に三
18:27次元映像が浮かび上がるホログラムのよう
18:30に高次元の世界の物理法則が
18:33低次元の世界で再現できるという考え方
18:35ですただ物理法則や物理的な現象が
18:39文字通り同じであるわけではなく数学的な
18:42構造や物理的な法則が10日であるという
18:46意味ですつまり高次元の世界と低次元の
18:49世界は異なる見かけを持ちながらその背後
18:52にある基本的な法則や構造は同じであると
18:54考えられていますこの理論では機嫌が違う
18:572つの世界で
18:59怒る現象は同じだと考えることができるの
19:01ですホログラフィー原理が生まれる
19:03きっかけとなったのは
19:051970年代に起きたブラックホールに
19:08関する大論争ですブラックホールは重力が
19:11とても強い天体で周囲のものを吸い込み光
19:14さえも逃しません
19:16有名な物理学者スティーヴンホーキングは
19:18ブラックホールが微量の光を放出している
19:21ことを発見しホーキング放射と呼ばれる
19:24ようになりましたそしてこの放射によって
19:27ブラックホールは徐々に小さくなり最終的
19:30には完全に消えてしまうとされています
19:32しかしここでブラックホールに吸い込まれ
19:34た物質の情報はどうなるのかという問題が
19:37発生しますホーキングはその情報も消えて
19:40しまうと考えましたしかしそれは物理学
19:44特に量子力学の大原則情報の保存の法則に
19:48反します情報は決して失われないという
19:51法則ですこの大きな矛盾は多くの物理学者
19:54を巻き込む大論争となりました2006年
19:58京都大学の高ただし教授とプリンストン
20:00大学の有心水準教授は
20:03豊柳の公式という革新的な発見をしました
20:06リュータか柳の公式は特殊な現象
20:10容姿もつれについての計算式で
20:12ホログラフィー演技を使っています
20:15容姿も連れとは2つの粒子が奇妙な繋がり
20:18を持つ現象です例えば2つの講師を特別な
20:21方法でペアにし一方の講師の性質を測定
20:24するともう一方の講師の性質も同時に
20:27決まるという不思議な現象ですこれを量子
20:30も連れ状態と言いますそして
20:33豊かや何の公式によればこの世界は無数の
20:37領主も連れては集まった状態でその中から
20:40時空がホログラムのように現れるという
20:42考えが導き出されましたこれまでの物理学
20:45では時間と空間は基本的な前提として理論
20:48が作られてきましたしかしこの
20:51豊かや凪の公式による新たな見方が正しい
20:54とすると私たちの理解する世界観は大きく
20:57変わることでしょう物理学特に素粒子物理
21:00学の領域では新しい発見や理論が登場する
21:03と一気にその理解が進みますこれを
21:06パラダイムシフトと言いますそしてこの
21:10ホログラフィーゲンにもまさに今物理学の
21:13世界で大きな変革を起こしている可能性が
21:15あります私たちが普段感じている3次元を
21:18超えた高次元の世界が存在するとあなたは
21:21思いますか今のところと到底信じられない
21:24かもしれませんがそれを科学的に証明
21:27できる日はそう遠くないかもしれません
21:29あなたの考えをコメントでぜひ教えて
21:31くださいご視聴ありがとうございました
21:34是非いいねチャンネル登録もお願いします
21:36それでは次回の動画でお会いしましょう
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