ドラえもんのポケットは4次元じゃなかったの!?

美人理論物理学者が提唱する5次元ってどんな世界?

2008.01.18 FRI


“3次元世界”の球体が、平面で構成される“2次元世界”を通過するときに見える風景。まず小さな点が現れる。それが徐々に大きな円となり直径部分を過ぎると、そこからまた徐々に小さくなって最後には点に戻る
“4次元”と聞くとドラえもんのポケットを思い出すあなた。今回は“5次元”の話です。5次元世界は、ハーバード大学の理論物理学者 リサ・ランドール教授(ジョディ・フォスターにやや似です!)が提唱した「ワープした余剰次元」で一躍有名になった理論。でも、そもそも1~3次元世界を説明できますか? ということでちょっとおさらい。

1次元世界…線で構成される
2次元世界…平面で構成される
3次元世界…縦、横、高さから構成される

この次元とは時間と空間を併せたものとして考えられることが多い。が、今回は複雑になるので、ひとまず次元から時間の概念を省いて考えよう。

僕らが暮らしている世界は3次元世界と思われがちだが、立体空間に加えて時間の概念も存在している。厳密にいえばこの世界は縦、横、高さ、時間から構成される4次元世界。そして、5次元世界は4次元世界に、さらに何らかの要素を1つ加えた世界ってことらしい。ってことは、ドラえもんのポケットは、実は“5次元ポケット”だったってこと? うーん、興味深いけどよくわからない…というわけで、詳しい話を東京大学素粒子物理国際センターの兼田充さんに聞いてみた。早速ですが、僕らはこの“5次元世界”に行くことはできるんですか?

「それはムリですね。この理論は、我々の宇宙はさらに高次元の余剰空間(ここでは5次元世界と考える)に埋め込まれた膜のようなものと考えています。ランドール教授の著書『ワープする宇宙』ではこれをバスルームにたとえて説明しています。“5次元空間”はバスルーム全体。我々が住む4次元世界は、バスルーム内のシャワーカーテン。そして、人間や建築物などはシャワーカーテン(4次元世界)に付いている水滴です。水滴はシャワーカーテンを伝って移動することはできるけれど、飛び出して別の場所に移動はできません。それと同じように、我々も4次元世界を飛び出して5次元世界に移動することはできないんです」

うーん、漠然とした話。わかったようなわからないような。やっぱりわからない…。

「“5次元世界”を言葉で説明するのは難しいですね。ランドール教授は“3次元世界”の球体が“2次元世界”を通過する様子を例に挙げて説明しています。その場合、小さな点が徐々に大きな円となり、また徐々に小さくなって最後には点に戻ります。“5次元世界”の物体が“4次元世界”に現れると、このような不思議な状況が発生すると考えられます。もしかするとドラえもんのタイムマシーンのようなグニャグニャした景色が見えるのかもしれないですね。まあ、誰にもわからないですけど(笑)」(同)

難しいことはわからなかったけど、僕らが5次元世界に行けないのだけは間違いないみたいだ。ほかの次元に行けないのはちょっとガッカリだけど、その存在を想像するだけでもワクワクしませんか?

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