11次元とは?宇宙の、超弦理論、M理論を分かりやすく説明!人間の脳も関係?

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この理論は1995年にエドワード・ウィッテンにより提唱されました。彼は頭文字の“M”の意味を、「魔法(magic)、ミステリー(mystery)、メンブレーン(membrane)など、その人の好きなものを意味する」といたずらっぽく語りました。

11次元に関する研究の現状

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超弦理論が提唱される前は、「11次元超重力理論」が万物の理論に近いとされていました。しかし、組み込みが不可能であり、多様体への圧縮化や計算式を構築することが出来ませんでした。

その後、超弦理論、M理論が発表され、この超重力理論がM理論突破へ繋がるのではと考えられ、再度注目されることとなりました。

11次元の研究の現状は、「未だに謎が多く研究途中」

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多くの可能性を秘めているM理論ですが、まだまだ仮説の段階であり、超弦理論より未完成なのが現状です。もしM理論が定式化されれば、超弦理論はM理論の一部と主張されるでしょう。

しかし、超弦理論も理論的な矛盾をなくすことには成功していますが、まだ不完全です。また、実験による検証が困難なため、核心には程遠いと言えるでしょう。

ドラえもんの四次元ポケットとは

ドラえもんのポケットの中は四次元空間が広がっており、どんな物体を収納することが可能です。大きな道具も入れる時には小さくなり、出すときには元の大きさに戻ります。

この四次元ポケットは、4つめの次元を「時間」とせず、別の4つ目の次元があると考えた設定となっています。ここからも分かるように、4つ目の次元が「時間」であるという確立もされている訳ではありません。

高次元の世界はどうなっている?

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11次元について超弦理論・M理論を用い、様々な意見を出し合い日々研究が行われています。現時点では、高次元はどのように存在していると考えられているのでしょうか。

コンパクト化されているという説

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私たちが認識できる4次元時空より上の高次元は、目に見ることが出来ません。それは小さく折りたたまれた状態へコンパクト化され、私たちの周りに存在していると考えられています。

そして「カラビ・ヤウ多様体」という楕円曲線やK3曲線を含んだ、特殊で複雑な形をしていると予想されています。

カラビ・ヤウは人間には認識できないとされる

このカラビ・ヤウ多様体は非常に小さく、人が可視することは出来ません。複雑な形からも分かりますが、その難解な空間には多くの謎が残されています。

しかしこのカラビ・ヤウを用いた高次元への考え方が、私たちが認識している3次元空間を説明する大きな手掛かりとなりました。

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コロンビア大学で超弦理論の研究を行っている、ブライアン・グリーン氏は言いました。「宇宙の暗号はカラビ・ヤウの幾何のなかに書かれているだろう」と。

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