ひも理論についての質問です。 ひも理論を調べてみると、元々素粒子を座標として表していた（便宜上）が、

ひも理論についての質問です。

ひも理論を調べてみると、元々素粒子を座標として表していた（便宜上）が、ひもとして捉えた方がより複雑な情報を記述出来るから、そのように仮定し実際には3又は4次元の世界をひも理論でとらえた時10次元になると言う便宜上での（計算や記述のためのモデル）としているもの･･･①と、実際に物質を最小限まで分解した時、ヒモになり実際に世界は10次元だというもの･･･②のふたつが見つかりましたが、どちらの解釈が正しいのですか？
もしくは①、②の2つの説が存在するということですか？

No.5 ベストアンサー 回答者： puyo3155 回答日時： 2022/04/19 20:02

まあ、超弦理論というこの世をあらわす極限理論を、なんちゃって質問しても、なかなか答えは出ないと思いますが、順番に説明しますね。

まず素粒子の理論として確立した標準模型がありますね。量子論を拡張子、場の量子論や、自発的対称性の破れなどを取り入れ、物質を構成するフェルミオンと、力を伝えるボゾンの、１７種類の素粒子によって、この世が出来ていて、力も物質も根源は、場がエネルギーで励起し、そのエネルギーが波として伝わっていくことであるとされています。

素粒子を語り、質問するには、標準模型の基礎知識があることが前提となってしまいますね。

さてこの理論、およそすべての素粒子の実験結果を、正確に表しますが、まだ理論が説明出来ていないことがたくさんあります。

・　素粒子というには数が多すぎる。　
・　多くのパラメータ（相互作用の大きさなど）が実験値。
・　素粒子は点であり大きさをもたないため相互作用計算が発散する。
・　それを繰り込みという手法で乗り越え、極微現象の解明を先送り。
・　階層構造の厳密な理由が不明。
・　電磁気力、強い力、弱い力は説明できるが、重力は説明出来ない。
・　３次元の必然性がない。

など、謎がたくさんあるのです。

それを解決するための上位理論の候補が、質問の超弦理論（超ひも理論）です。超に意味があるので、省略してはいけませんし、物理学者は超弦理論と呼びます。

この理論は、素粒子を点ではなく、弦の振動としてとらえ、その弦が開いている、閉じているや、振動パターンの違いで、さまざまな素粒子が出来ていると考える理論です。

・　標準理論の多くの現象を上位互換で説明できる。
・　大きさをもつので、極微計算でも発散しない。

などいろいろ注目されています。

その中で、光子という質量ゼロのボソンを想定し、次元の数だけある振動モードを足し合わせて、その総和がゼロ（＝エネルギーすなわち質量ゼロ）という現実の条件を課すと、次元が９次元（時間を入れて１０次元）と決まるのです。それ以外は、光子が質量を持つので、おかしい・・・ということですね。次元に制約があることがわかっただけでも、すばらしい進展です。

現実は３次元（時間入れて４次元）なので、６次元は折りたたまれていると考えるのです。その隠れた６次元の性質を調べると、標準理論の階層構造などの制約とつながっていることもわかってきました。

しかしこの理論、実際に確かめるには、今とはレベルの違う高エネルギーが必要なため、実験で理論が検証出来ない。検証できない仮説なんて、物理の理論じゃない・・・という批判もあります。

つまり、あなたの質問は、

・質問としても、的を得ていないし
・的を得た質問をしても、何が正しいかは、まだ誰にもわからない。

となるのです。

それでも、標準理論が持ち越した謎を、あれだけ具体的に説明できる理論は、なかなかないと思います。これからが楽しみですね。

No.4 回答者： ありものがたり 回答日時： 2022/04/18 09:01

「実際に世界は」という問いかけが、最初から見当違いです。

世界が本当はどうなっているのかなんて、知る方法も無ければ
それを記述する方法も我々は持っていません。
ただ、どう見えてどう振る舞うかを数学の言葉で記述するだけです。

No.3 回答者： ASスローバラード 回答日時： 2022/04/17 19:47

横からすみません。

何年か前に何かで読んだうろ覚えですが、
ヒモじゃなくて布？か何かということになってるんだったような気がしました。

最新がどうなってるかは知らないですが。。

No.2 回答者： finalbento 回答日時： 2022/04/17 19:40

「二つの説が」と言うよりは「二通りの側面がある」と受け止めた方がいいと思います。

クォークモデルも最初の論文では「数学的技巧」と言った表現になっていたそうですが、物理学者の目的は「本当はどうなっているのか」を知る事ですから、数学的技巧と言うだけで満足できるはずがありません。ひも理論も「数学的技巧」と言う面があったのは間違いないのかもしれませんが、あくまでも現実の素粒子現象を説明するために提唱したのも確かだと思います。

No.1 回答者： satouhiroshi 回答日時： 2022/04/17 19:37

①でしょう。

一般相対性理論は、ブラックホールの中心では、方程式の分母である距離の値がゼロになり、式の値が無限大になってしまいます。そこで考え出されたのが素粒子は、無限に潰れて大きさがゼロに成る事は無く、これ以上は潰れない収縮しない限界の大きさが存在しているのでは無いのか？ と言う考えです。弦の大きさは、10⁻³⁵m程度と考えられています。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%B6%85%E5%BC%A6 …