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四次元についての質問です。 ・四次元って、縦と横と奥行きに、時間軸をプラスし...

mat********さん

2013/2/101:28:42

四次元についての質問です。
・四次元って、縦と横と奥行きに、時間軸をプラスした空間だと聞きましたが、これはどういう意味ですか?私が生活する三次元の空間にも、時間はあるじゃないですか



・私がもし、四次元の空間に行ったら、日常生活が、三次元の時とどのようにかわりますか??具体的に、簡単に教えて下さい。

・宇宙が四次元って、どういう意味ですか?ロケットで空に上っていくと、急に四次元に変わるのですか??

質問を読んで頂き、ありがとうございました。もうお気付きかもしれませんが、私は超ど阿呆で、理系科目は勉強したことがないし、基本的な知識も他人より不足しておりますので、難しい説明をして頂いても分かりません…。なるべく専門用語は使わずに、詳しく分かりやすい言葉で教えて下さる方、回答をお願いいたします!批判などは遠慮願います。お手数をおかけします…。今、宇宙のことにとても興味を持っています。神秘的ですよね。しかし、理系が苦手なので、ネットで宇宙のことを読んでも、すぐにつまずきます…(苦笑)

補足ありがとうございます!詳しいのに分かりやすく書いて下さって嬉しいです。私がイメージしていた四次元は、間違いかもと気付きました。回答を読んでいて思ったのですが、「次元」とは実際にどこかに「ある」のではなく空想上のものなのでしょうか?例えば四次元だと、ネットで「三次元の人には四次元は見えない」と書いてあったので、天国とかが四次元で、見えないけど存在はしているものなのかなぁと想像していたのですが…。

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eig********さん

2013/2/102:59:40

基本的な概念規定ですが、私たちのいるところ(宇宙)は、三次元空間+時間軸の、四次元です。

そもそも、宇宙とは、宇(空間)+宙(時間)の、時空連続体なのです。

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phi********さん

編集あり2013/2/513:29:53

簡単に説明します。
そもそも次元の定義からです。
次元とは、ある点を特定するのに必要な要素の数の事を言います。
例えば、今、この文章を読まれている方、ディスプレイの前で、人差し指で画面上のお好きな文字を一文字選んで、指で指してみてください。その指がさしている場所を特定するには、いくつの要素が必要だと思いますか?
まず、必要なのは、場所の情報です。(例:東京都・・・なんとかビル)
これは2次元的な情報です。さらに、その建物の何階か も必要ですよね?
これで、3次元です。さらに、あなたが指を指している時間も特定する必要が有りますので、全部で4次元の情報が必要です。
このように感覚的に答えると我々の世界は、4次元です。

これを踏まえ、

>・私がもし、四次元の空間に行ったら、日常生活が、三次元の時とどのようにかわりますか??具体的に、簡単に教えて下さい。
あなたがいる世界も感覚的に、四次元の空間です。日常生活は、変わりません。三次元で日常生活は、出来ないと思います。

>・宇宙が四次元って、どういう意味ですか?ロケットで空に上っていくと、急に四次元に変わるのですか??
文頭で説明したとおりです。(宇宙のある1点を特定するのに必要な要素は、縦、横、高さ、時間の4つです)
宇宙の中に地球も含まれています。”宇宙は4次元”と言う解釈ではなく、”この世は4次元”と思ってください。
ロケットで宇宙に行っても、急に四次元には、なりません。
そもそもが、感覚的に4次元ですから。

ちょっと応用ですが、多少混乱するかもしれません。難しかったら飛ばして下さい。
現在、量子論と呼ばれる物理の理論では、物体(原子レベルの極小の物体)の位置を特定する事が出来ません。
この量子論では、物体の位置は確率でしかわかりません。
そのため、感覚的には4次元ですが、実際は、さらに多くの次元の中で我々は生きていると言う事です。
実際にこの事を、説明している超ヒモ理論では、11次元の世界で成り立っているとされています。

pgc********さん

2013/2/201:53:39

この世界は4次元です。
もし3次元しかなければ
あなたは時間に対して変化できないことになります。

つまり、どんなに時間がたっても年を取らないし
身動きは全くできなくなります。

時間を一方方向にしか動けないから”ない”と考えるのはおかしなことです。
時間軸の次元がなければ、時間を一方方向にすら動けなくなります。

lom********さん

編集あり2013/2/112:13:17

〇次元について
次元とは対象のものをいくつのパラメーターで表すかということです。
宇宙は3次元空間だというのは、縦横奥行きという3つのパラメーターで表すとうまく表現できるためです。
これは何に対しても言えます。時間は一方通行の一次元時間です。

〇宇宙は何次元?
今のところ宇宙は3次元空間だと考えられています。一応縦横奥行きの3つで表現できるためです。でも、宇宙のことを調べれば調べるほど時間というものが密接に関係していることがわかりました。例えば速い速度で運動しているものと遅い速度で運動しているものは時間の経過にズレがあることがわかってくると、宇宙は一つの絶対的な時間に支配されているのではなくそれぞれの物質の環境に応じた時間経過を体験しているということになります。そこから、距離とは何なのかという話になります。ある空間距離を移動する速度に応じて時間の進み方も変化するならば、空間と時間は密接に関係するのではないかということです。ですから、時間経過抜きで空間は考えられないとされるようになり、3次元空間と1次元時間は切り離せないセットとして4次元「時空」として表現されます。宇宙を4次元とする場合の多くは、この意味になります。宇宙の広大で多様な場所を考えなくて良い場合は3次元空間として表現されることも多いです。どちらにしても空間としてのパラメーターは3つです。

〇もし4次元時空だったら日常生活は…
今私たちが生活している地球上は宇宙と同じく4次元時空ですから、今の日常生活こそが4次元時空の生活です。もっとも地球上では皆同じ環境で同じ時間経過の中生活しておりあえて4次元時空として表現する意義も薄いです。宇宙の広大で多様な環境を比較した場合に4次元時空とする意義が出てくるものと考えられます。

〇4次元空間とは
宇宙には未解明の疑問がたくさん存在し、その説明のために4次元以上の空間を仮定することもあります。今私たちがいる空間はわからないだけで実は4つ以上のパラメーターで表せる複雑な空間ではないだろうかという考え方です。2次元空間は縦と横だけで奥行き(高さ)がありませんが、それが3次元空間になると一方向広がりが増えます。同様に3次元空間が4次元空間になると一方向広がりが増えると思われますが、それがどこにどのように増えるかは想像ができません。増えると言うよりはあるのだけれどわからないというものですね。いずれにしても宇宙が実は4次元空間だったとしても、地球も宇宙の一部ですから宇宙に出ると急に次元空間が増えるというものではなく全てが4次元空間だったということになるはずです。

die********さん

2013/2/111:02:06

おっしゃる通り、私たちが生活する三次元の空間にも時間があります。なので、「もし時間も一つの次元として数えるなら」私たちの世界は四次元です。宇宙が四次元という表現をする場合、時間を含んで表現しています。

でもきっとあなたの想像している四次元の世界はそうではないですよね。縦、横、奥行きの3つの他にもう一つ「空間の」次元があるような、少しSF的な匂いのする四次元の事だとおもいます。残念ながら人間は基本的には空間三次元に住んでいるので、四次元の空間での生活は想像できません。具体的にどうなるか、簡単どころか難しく考えてもわかりません。

三次元の我々がなぜ四次元の世界を想像できないかについて、一つ次元を落として考えてみましょう。マンガに出てくるキャラクターは全員、二次元の世界に住んでいます。彼らには縦と横の次元しかなく、また一つのコマでは時間も止まっているので時間の次元もありません(たくさんのコマを用意する事で時間の次元を表しています)。そのマンガの中の人物はマンガの外を認識する事はできません、だってかれらはコマから出られないから自分達が二次元に捕われている事すらわからないですよね?そんな彼らに三つ目の、奥行きの次元を想像せよと言ったときにできるでしょうか。多分無理ですよね。マンガの中の数学者が三次元の存在を予言しても、そこから日常生活が想像できる事はありません。

同じように、私たちの住む次元が基本的に三次元であるために、私たちはそれ以上の次元の世界を認知できません。もし四次元世界に誰かがいたとして、彼らにとって我々はアニメのような存在でしょう(一つ少ない空間次元+時間を持っている)。

dia********さん

2013/2/110:39:23

みなさんミンコフスキーの法則を元に話していますね。
簡単に4次元を時間として考え多場合の説明をしましょう。

あなたは生まれてから何年たちました?
それはなぜそういえるのですか?
人間が決めた時間軸の中で話をしてもそれはすべて3次元となります。
例えば、ハエ・・・すごくすばやいですよね。
箸で捕まえればもうあなたは剣豪の仲間入りですよw
ハエにとってみると人間はスローで動いて見えるそうです。
逆に私たちから見る象・・・ゆっくりしていますよね。

時間というものはそれ相応に決まっていません。
あくまで人間が定義として決めたことです。

ここでよくあるお話・・・光速船の宇宙旅行に行って、帰ってきたら地球が大変なことに!(猿の惑星など)
これはいわゆるアインシュタインさんのお話ではありますが、あなたが光の速さで旅に出たとすると、あなたは地球をどう見えるか・・・
そうほとんど止まって見えるのです。
地球にいるあなたを見てる友人は・・・動いて見えるのです。
この質問に対する回答としては、厳密にいえば年齢の差が開くといったところでしょうか。

特殊相対性理論によると、確かに等速度運動では光速度に近づけば近づくほど時間の経過はゆっくりになります。しかしすべての運動は相対的であるので、地球から観測した場合と宇宙船から観測した場合での差はまったくありません。つまり、お互いの系の時間が遅れていると主張してもまったく矛盾は出ないはずです(これが俗に言われる双子のパラドックスです)。
というわけで、厳密に言えば時間のずれは起こることになります。


これでだいたいわかりました?
これ以上は難しくなるのでやめますが、未来へワープする(過去に行くのは絶対的不可能のため)力をもつ時空だと思ってOKです。

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