宇宙の構造の話で4次元以上・・＆暗黒物質は小さくて・・

質問

宇宙物理学？や数学等は好きなだけでやった事はなく、科学雑誌をたまに読む程度ですが、まだ確定してないですけど宇宙の構造の話でよく3次元以上の6次元とか9次元とか全く想像できません。人は数学とかで仮定というかしますが、実際あるんですか？あるとしたらどういう事なのか、分かり易く教えて下さい。

それと、宇宙の構造がワームとか泡とか色んな説があって確定していないのにどう計算して、以前雑誌で宇宙がこのまま膨張するのか収縮に転じるのかという話で暗黒物質の量によるとあって、原子より小さい物質が発見されてきてるのにまだ暗黒物質が確定してないのはどう推測しますか？もっと小さいんでしょうか？

回答No.2

sekisei

umisora2005さんこんばんは。

超弦理論の話しですね。
私も一般向けの簡単な話ししか知らないのですが・・。

現在確認されている次元は４次元までです。
これは何か物の位置を指定するには縦横高さと時間の４つ（４つの座標）を指定しないといけない・・。つまり待ち合わせする時には場所と時間を指定しないといけないことからも判ります。

超弦理論は大雑把に言ってこの宇宙を一つの機構で説明しようというものです。
また、この世の物質はすべて究極は１種類の弦が基となってできていてそれがさまざまな振動（バイオリンの弦のように）することで６種類あるクォークや電子、光子や重力子が発生するというモデルだったと思います。
そして弦が振動して現在宇宙にある基本粒子やそれらが関係する相互作用をうまく説明するには１０次元でないといけない・・・というようなことだったと思います。

ですが今のところまだ確認されていないので実際あるかどうかは不明です。
それを確認するために人工ブラックホールを作る実験が計画されています。
確か０７年くらいから試験されるので近いうちに結果がわかると思います。

宇宙の膨張の話しの方は、現在観測されている遠い銀河の後退速度から、それをを引き止めるのに必要な宇宙の密度がまず判ります。
そして現在の宇宙の密度もやはり観測で求めます。
しかし現状での観測された量は宇宙を収縮させるには不十分な密度だったと思います。（こんな回答でよいでしょうか）
ちなみに最近では宇宙は再び加速膨張をしていることがわかっています。

umisora2005さん、この質問への回答ではないためいけないことは承知ですが、先日umisora2005さんの”水爆・・・”で回答させていただいた件で修正があります。
お礼のメッセージ関連ですが、アインシュタイン博士の進言は米の原爆開発に関与があるようで、きっかけの一つとなったようです。
ただし興味本位での開発進言でなかった事は間違いありません。

お礼

遅くなりましたけど、回答ありがとうございます。
参考にします。
水爆に関してですが、sekiseiさんが何を気にしているのか分からないですが（科学者は良い人だと言いたいんでしょうか？でも人が住む地球さえ破壊してしまう程の兵器が何故あるのか）誤解されているか見解の相違なのかもしれません。世界中の軍事技術・兵器を、政治家や官僚ではなく科学者が理由は色々あるにしても研究・開発しているのは事実だと思います。現在でも地球を何十回も破壊する原・水爆ミサイルがありますが、科学者が面白半分で威力の強い兵器を開発しているとは思わないです（人はいろんな思考を持っているから、中には興味本位や威力の強い物を開発したいと思う人もいるかも）が、実際に開発して使えば多数を殺すというのは開発する理由とは関係ないと思います。身を守る本能や権利・自由もありますけど。

回答No.1

pyon1956

それこそ科学雑誌などにもありますけど、10次元の場合、４次元分はおおきくて、残り６次元分は小さい・・・・（コンパクト化されている、といいます）感じとしてはロープが3次元空間内にある。ロープは細長いから、擬似的に1次元と考えても都合がいい場合も多いが、ほんとは3次元のひろがりをもっているから、そう考えないと理解できないこともある。というようなものらしいです。ただ、次元というものは方程式の独立な変数の数、あるいは宇宙に座標を入れたとき、それだけないと正確な図形を表現できない、という体のものですから、それ自体数学的なものです。ちゃんと説明するのに数学抜き、というのは英語抜きで英文学を語るようなもので、どうしても例え話程度の話になってしまいます。
はっきりしているのは、現在発見されている4つの力をちゃんと説明するのに、3次元では論外、4次元でも全く足りない、ということです。

暗黒物質については、小さいかどうかではなく、たとえばニュートリノのように電磁相互作用をしないものであろうとかんがえられています。
電磁相互作用があると観測しやすいので、ここまで観測にかからないのは弱い相互作用とか、重力相互作用はするけれど、みたいなものと考えられます。（重力相互作用をしないと宇宙の膨張に無関係になります）
もちろん大きくもないでしょうけど。
また、そういう物質があるとして、それを単独で取り出すためにはかなりの高エネルギーが必要だったりします。
いずれにせよ、これとはっきり決まっているわけでもないのですが、暗黒武士いつ、つまり現在観測にかからないけど質量がある物質がないと、宇宙の構造が説明できないのは確かなようです。ちゃんとわかっているのはそれだけのようです。

お礼

遅くなりましたけど、回答ありがとうございます。
参考にします。