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この宇宙が11次元であるというのは本当ですか?

skiya10さん

この宇宙が11次元であるというのは本当ですか?

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ベストアンサーに選ばれた回答

sunset0488さん

そういう説が唱えられているのは確かですが、まだ確立した定説にはなっていません。
仮説あつかいです。

次元というのは、計算上必要なパラメータ(変数)の数です。
3次元空間なら成分は(x,y,z)の3種類のパラメータで表せます。
それが10個ある(あと一つは時間)というのが11次元です。

最初は南部陽一郎のひも理論(1970年)で、ここではパラメータの数は26個でした。
素粒子の正体として措定されたひもの挙動は、パラメータが26個の時だけ矛盾なく記述できたのです。

そこにシュワルツが超対象性理論を導入し、タキオンを排除して量子論的真空を安定させたのが超ひも理論です。(1984年)
これは時空のパラメータ10個のときに矛盾のない理論になります。
超ひも理論では10次元宇宙となります。

そして1995年に、1次元のひもでなく2次元の膜を基本とするM理論が登場し、ここでは次元が1個増えて11個のパラメータで理論を記述します。
これが11次元宇宙と呼ばれているわけです。

以下ウィキの記述より

現時点ではM理論は超弦理論より更に未完成であり、現実の物理法則に合致するものも得られていないため、最終的に物理理論として成立するか不明瞭である。数学的な仮説の段階だとも言える。また最近では、M理論を超弦理論よりも深遠な理論であるとすることに疑問を持っている研究者も少なからずいるようである。

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permtationさん

さぁ・・・本当かどうかは分かりません。

その昔期待されていたのは5次元の弦(ひも)理論だったのです。しかし理論的に行き詰ったり、予測されていた陽子の自発的崩壊がスーパーカミオカンデなどの観測で確認できなかったりと多くの問題を抱えてました。そこに登場したのが、ボソンとフェルミオンの対称性を考えた「超対称性理論」を加味した超弦理論です。

これは現在見つかっているすべての素粒子に超対称性パートナーが存在すると仮定した理論です。電子はフェルミオンですが、その超対称性パートナーであるボソン電子が存在すると考えるんです。素粒子の数が一気に2倍になるので、10次元で考えなければならなくなったわけです。これに時間次元を加えて11次元なのです。

まぁ「これで上手く行くんじゃね?」「上手く行って欲しいなぁ」程度のものだと考えてください。

【以下参考】

何故5次元(10次元)なのか?
末広がりで縁起が良いのに8次元ではダメなのか?
ラッキーセブンで7次元は?
と疑問に思うと思います。

実は物理法則の対称性に関係してるんです。その物理法則にどういう自由度が存在するかを考えるんです。電磁力は位相の平面回転で表すことができます。これを数学ではU(1)(ユニタリー群)と書きます。これは2次元空間の普通の回転操作と同じです。弱い力はSU(2)群(特殊ユニタリー群)で記述できます。これは複素行列で表す2次元上の回転操作です。さらに強い相互作用はSU(3)群となるんです。同様に複素行列による3次元回転群になります。

これらの直積は以下のように表されます。

U(1)×SU(2)×SU(3)

3つの相互作用を統一するには、この直積群を内包していなければならないんです。その最小の群がSU(5)群なのです。次はSU(10)群になります。つまり5次元や10次元空間内の回転群で記述しなければならないということです。なぜなら量子力学は極論すれば素粒子間の入れ替え操作に他ならないからです。ボソンとフェルミオンを入れ替える理由も同じ発想です。

現在ではU(1)×SU(2)の理論は完成してます。
それが電弱場理論です。

数学の「群」については数学カテの方が詳しい回答が得られるでしょう。

qqq999qcyanさん

今の科学の限界で,次元を外に出さなければ宇宙の問題を解決出来ないだけです。
もし違う宇宙観で解決出来るのなら,こういう必要がありません。
こういう事で私自身が考えている宇宙を,参考までに載せてみます。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1078368050

punut_juiceさん

オカルトと一蹴されて気の毒ですね。

物理の先端理論に超弦理論(超ひも理論やスーパーストリング理論とも)というものがあります。

相対性理論と量子力学との両立を果たす量子重力理論として研究が続けられています。
まだまだ未解決の問題も多いようですが、理論的に10次元や11次元の時空間の存在を要請しています。

とはいえ、日常の生活では3次元の空間と1次元の時間、合わせて4次元の時空間以外はあらわれてきません。
残りの次元は隠れてしまっていると説明されています。

ほんと、訳がわかりませんね。

mathmathfunyさん

三次元です。

でも、無次元理論とか11次元次元絶対理論なんというのも存在します。

補足として、原子から抽出した陽子と陽子とを、粒子加速器にかけてぶつけると、刹那四次元のゆがみ(俗にいうブラックホール)ができるといわれています。

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  • 編集日時:2012/2/13 19:07:24
  • 回答日時:2012/2/13 19:01:15

ihy2236さん

3次元ですよ、オカルト質問ならオカルトカテに行ってください。

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