空間に存在する理由と 空間が存在する理由

天文学や物理などには素人です。

先日、テレビ番組で物質を細かくすると、紐状の物質になることが説明されていました。まだ詳しくは未解明とも付け加えられていました。

ところで、そのようなものが、この広い宇宙に存在するようになった背景は、何か自然科学的に追及されているのでしょうか。どこまで　わかっているのでしょうか。

また、何次元の形であれ、空間自体が発生したのもわかりません。

No.4 ベストアンサー 回答者： apple-man 回答日時： 2005/04/25 03:15

＞ＮＨＫ衛星放送で紹介された数夜連続のアメリカ番組です。

　
ＮＨＫの関連リンクが見つからないのですが、
もしかして「エレガントユニバース」
でしょうか？

http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/program.html

http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/B0000ZG …

これならだいぶ前に私も見ました。

＞空間がただ存在するだけでもよさそうですが、物質や力の紐が存在するようになった　きっかけが知りたいのです。


　詳細は不明というのが結論なんですが、
物質が空間を作り出している可能性と
いうが出てきたんです。空間だけで
存在するということはないということです。

エレガントユニバースでは出てきません
でしたが、電子の回転成分から空間が
生まれる可能性が、１９６０年にロジャー
ペンローズという学者によって示された
のですが、これをスーパーストリングスの
理論に応用したループ量子重力理論と
いうのがあって、プランク長という
長さ（０．００００・・・１ｍ　ゼロが３５個
続きます）以下で、ヒモが空間を作り出して
いる可能性があるんです。
　ホストのマイケル・グリーンさんは、
このプランク長以下の世界で
カラビ・ヤウ多様体という空間
が存在しているという研究で有名な
人なんで、自論の説明だけして、
ループ量子重力理論というのは故意に
無視したものと思います。


　エレガントユニバースで、ホストの
マイケル・グリーンさんが電話ボックスから
別宇宙の宇宙人に電話をかけるふりをするシーン
があったと思いますが、スーパーストリングスの
理論を切欠けに、宇宙の外側が観測できる
可能性が出てきたんです。

　この理論面のパイオニア的存在が、
エレガントユニバースに出てきた
マリア・スピロプルさんという女性の
理論物理学者で、５年ほど前に
出した論文が話題になりました。

＞あまり物質を細かく見ていっても、成功するのかどうか、

　今知られている物理法則が成り立たなくなる
大きさの限界というのが、プランクという学者に
よって理論的に予言されているんです。

　これをプランク長というのですが、事実
原子の大きさ以下の粒子の運動の計算などで、
今までの考え方にいろいろ限界が生じているんです。
ヒモの理論はこの長さ以下から定義するものなので、
この研究が進めば、全てが解明すされる可能性が
あるので注目を浴びているわけです。

＞数式を黒板に書いた博士が、その数式を発見？した時の様子が紹介されていました。学会に発表しても相手にされず、失望して飲んだくれたそうです。
　
　これは事実と少し違います。エレガントユニバースでは
１９６８年にベネチアーノという学者が
強い力がオイラーのガンマ関数と関連たあることに
気付いて、１９７２年にススキッドと
いう学者がヒモのモデルを思いつき、論文を
出したが受理されなかったという説明になっていますが、
論文が受理されなかったのは、１９７０年に
日本人の南部陽一郎という学者が、ヒモのモデル
の論文を出していたからです。
　これは物理の世界では非常に有名な話なのですが、
１９９５年に、エドワード・ウィッテンという人が
出したＭ理論を切欠に、ヒモの理論が話題に
なり始めてから、南部博士の業績が故意に無視
されるようになったんです。

＞何次元の形であれ、空間自体が発生したのもわかりません。

　ヒモの理論の研究は、ブラックホールの
考え方にも影響を与えています。

　ブラックホールの重力は非常に大きいので、一度
吸い込まれたら、光も出てこられないと
いうことで、ブラック（黒い）ホール（穴）
と呼ばれていたのですが、ここから
エネルギーと情報が放出される可能性が
予言されているんです。
　例えば、ブラックホールに１頭のゾウが
吸い込まれると、ゾウはこなごなになり、
そのエネルギーと、ゾウの形という情報が、
外に放出されるというのです。
　
　宇宙全体は、エネルギーと形という
情報を組み立てては、壊し、組み立てては
壊しということを続けているようですが、
表現を変えると、一定の法則で
情報を処理する仕組みと、動くメカニズムが
あるということで、ヒモを基礎とするこの
宇宙は、誰かが作った、あるいはどこかから
生まれた、★巨大生物である可能性があるんです。

参考URL：http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/program.html

この回答へのお礼

<< ヒモを基礎とするこの宇宙は、誰かが作った、あるいは、どこかから生まれた、★巨大生物である可能性があるんです。

興味深い話です。近所の池にいるゾウリムシは、人間という生物がいることは知らないだろうし、人間も、★巨大生物がいることは知らないということでしょうか。

紐が空間を作っているのであれば、じゃっかん理解できそうな気がします。紐を誰がつくったのか、ではなくて、なぜ紐が存在するのかが知りたいですね。

何もない虚無の世界もありえたろうに、わざわざ、紐が出現したところが不思議です。

こんな風にたくさん解説いただいて、感謝しています。

お礼日時：2005/04/25 23:11

No.3 回答者： apple-man 回答日時： 2005/04/24 04:28

＞そのようなものが、この広い宇宙に存在するようになった背景は、何か

＞紐状の物質になることが説明されていました。

　多分、からっぽの宇宙空間に、ヒモ状の
物質が散らばっているといったイメージなの
だと思いますが、そうではありません。

　スーパーストリングスは物質だけでなく、
重力のような力を伝えている存在である
ことも理論的に分かっているんです。

　つまり
スーパーストリングス＝物質＋力

これは宇宙そのものです。


＞先日、テレビ番組で

　参考までに、どんな番組で紹介されて
いたのですか？

この回答への補足

時期は２か3月ごろ。

ＮＨＫ衛星放送で紹介された数夜連続のアメリカ番組です。

空間が先に存在するとして、その空間に、なぜ紐（紐でも何でも結構ですが）が存在するのか。空間がただ存在するだけでもよさそうですが、物質や力の紐が存在するようになった　きっかけが知りたいのです。

物質をどんどん小さくしても、たとえれば、無理数の小数点以下をどんどん細かく見ましょう、円周率を何億桁まで計算しましょうと言っている位にしか聞こえません。

そうではなくて、物質や力が存在するきっかけが知りたいのです。

まじめに回答いただき感謝しています

補足日時：2005/04/24 12:22

No.2 回答者： SCNK 回答日時： 2005/04/23 12:38

現代の科学は、それを説明するところまでは到達していません。

どのように物質ができたのかまでが何とか分かりかけてきたぐらいでしょう。

ビックバン以前に、それが起きた空間が果たして何だったのか、振動する宇宙の一時的な結果なのか、はたまた、その宇宙の存在する空間とは。などなどまだ手掛かりさえないのではないでしょうか。

最近、特に米国ではＩＤ（イメージデザイン）理論というのが隆盛して来つつあるそうです。これは自然定数とか、法則など、ことごとく一寸でも違う値であったならば人間はおろか、この宇宙さえ存在しなかったことが、明らかになってきたことから、単なる偶然の結果が現在なのではなく、なんらかの意思がなければ、現在の状態はなかったという理論です。

ちょっと信じがたいのですが、しかしすべてを偶然と必然の結果とすると、現在の宇宙になるための確率は恐ろしく天文学的というより、超越的な確率の低さになってしまうのです。

それを宗教家の世界では神とか神々とか言うのかもしれません。すべては誰かが仕組んだ結果というのも、納得したくはありませんけどね。

この回答へのお礼

たとえば、ビッグバン爆発の一段階前が　ひとつの点であったとします。

その点の中に私が入っていると、どんなにガンパっても、宇宙はその点だけと感じるでしょうが、爆発すると、少なくとも上下横方向につまり3次元に物質が広がります。

つまり空間ができます。書いていて混乱してきました。いや、もしかして、ビックバン爆発以前にも空間があったのか。

そう、その定数の話もテレビで紹介されていました。

その紐でも、なんでもいいのですが、その紐が存在する理由、空間に紐が存在する理由、存在するようになった経緯が知りたいですね。上にも書いたのですが、あまり物質を細かく見ていっても、成功するのかどうか、
そもそも力というものが、なぜ存在するのか、というようなことを考えてしまうのです。

どうもすみません、色々書きました。

お礼日時：2005/04/24 17:23

No.1 回答者： dial8675 回答日時： 2005/04/23 12:26

おそらく、同じ番組を見ただろう人間です。

ひも状になる、のではなく、ごくごく小さい紐が振動しているとして考えたら、いろんなことが都合よく説明できる、事実に矛盾しない、のだと理解しています。
もし11次元のひも理論、ちゃんと理解できたら世の中が変わって見えるのかなぁと思ったりします。

空間も、数学の概念を適用したようなものだと思っています。証明があるのかも知れませんが、そう考えたら都合がいいから、で良いのではないでしょうか？

この回答へのお礼

真っ先にご回答ありがとう。
そうですね。テレビ番組では、数式を黒板に書いた博士が、その数式を発見？した時の様子が紹介されていました。学会に発表しても相手にされず、失望して飲んだくれたそうです。紐も両端がつながっているものや、そうでないもの、また振動の種類により、さまざまな力を統一的に説明可能、といったようなものでした。
＜空間も、数学の概念を適用したようなものだと思っています

すみませんが、上記の部分の意味が？

お礼日時：2005/04/24 17:13