DS930810のブログ

筆者は自然や自然現象に関心が相当あるので自然に関する記事(天文, 地理, 生物)を書いていきたいと思います。かつては1日2記事を適当な時間に投稿していましたが今のところは午後6時に1記事投稿する形にしています。

超次元とは うまく利用できれば時間旅行もワープも可能に

今回は三次元以上の次元について書いて行きたいと思う。

ドラえもんなどで「四次元」と言う言葉を耳にするがこの四次元とは言うまでも無く三次元よりも次元が一つ高い次元のことであり、三次元の世界からは認知することはできない。

 

1. 次元とは

次元とは空間の広がりを表す指標のことであり、現在住んでいる次元は「縦」「横」「高さ」の三次元であり、いずれも直角で交わっている。

けれども直線の場合だと横(縦でもよいが)の一次元のみ、面の場合だと縦と横の二次元となっており、次元が増えれば増えるほど方向が一つ増えていくこととなる。

ここで、次元が小さい順から簡単に書いて行きたいと思う。

 

1.1 一次元

一次元は横方向しかない直線の次元であり、縦方向と高さの長さはゼロとなっており、面積も体積も持たず、ただ長さだけを持っている。

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このように方向はx方向しか見えず、形状も直線の1通りとなっているために上記では線を見ることが可能となっているものの本当の一次元では幅が0であるので一次元直線を目で見ることは不可能である。

また、形状(正確には幅が無いため形状は無いと言えるが)も全てが幅を持たない直線であるので違いは長さのみとなり、上記の直線の長さは2倍違うのである。

以上のことより一次元を目で見ることは不可能であり、幅が無いのでいくら一次元の線を重ねたとしても二次元方向には広がることも無く、実質一次元は二次元に無限大に収めることができる。

では、二次元となると...

 

1.2 二次元

二次元は一次元の直線に加え、幅も加えたものであり、横, 縦の概念がある。

そのため、二次元を目で見ることは可能となっており、更に二次元は縦と横の次元を持っているために面積で表すことができ、その時の単位は平方メートル(m^2)となっているので縦方向(m)と横方向(m)の積であることが分かる。

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このように二次元は直角方向に違う次元が2つ交わっているので形で表すことができ、その形状は一次元のものとは異なり無限大にある。

けれども二次元であろうと高さは存在しておらず、高さが存在していないということは二次元体を面に平行な方向から見ると一次元体としてしか見えず、このことは一次元体でも同じことであり、一次元体もある方向から見ると大きさを持たない点、つまり零次元にしか見えない。

このことよりN次元の物体をある方向から見るとN-1次元として見ることができ、例えNがどんなに大きくなっても同じことがいえる。

また、二次元体には高さが無いので当然体積も無いこととなり、二次元体をどんなに重ねたとしても三次元体とはならず、実質三次元空間には二次元体を無限に収納することができる。

勿論このことは三次元以上の立体にも言えることであり。

 

1.3 三次元

三次元は二次元の概念に更に高さの概念を加えたものであり、体積を持っている。

体積の単位は立方メートル(m^3)であり、この単位には横方向(m)、縦方向(m)、そして高さ方向(m)の3つの次元が掛け合わさったものとなっており、横方向、縦方向、高さ方向はそれぞれ直角に交わっている。

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この図は三次元を二次元に投影した図であるので直角に交わっているようには見えないが実際には直角にそれぞれ交わっており、一次独立である。

 

勿論三次元体も四次元方向の長さは0であり、そのため四次元に当たる超立方体の超体積(m^4)は0である。

そして、四次元方向には広がっていないため、四次元空間には立方体は無限に収めることはでき、ドラえもんに登場する四次元ポケットはこのことより三次元体を無限に収めることができるのである。

 

以上のことを要約すると次元が一つ低いものは次元が一つ高い空間に無限大に収めることができ、その理由は先ほども書いたように次元が一つ大きくなるということは長さが0の方向に数値を持った方向ができることとなるためにその方向に長さを持たないものを無限に収めることができるため(0に何をかけても0)。

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これは一次元の例ではあるが二次元の場合でも三次元の場合でも当てはめることができ、先ほども書いたように四次元方向に長さがあるものは三次元体を無限に収めることが可能となる。

 

 

 

2. 四次元とは

先ほどまでは次元が増えたことによる振る舞いについて書いたが今度は四次元について書いて行きたいと思う。

四次元と聞くと

  • 三次元+時間
  • 四次元空間

の2つが思い浮かぶが今回はこの二つについて簡潔に書いて行きたいと思う。

 

2.1 三次元+時間

初めに三次元+時間について書いて行きたいと思うがこれは時間軸と言う方向に長さを持っているということであり、その長さは1秒当たり299,458,792mではないかと考えられる。

この値は光速であり、光速である理由は筆者なりに考えると光速を超える物体はこの世には存在しておらず、もし光速を超えられたとすると過去に行けると言う考え方もあるからである。

もし、この三次元空間が時間軸方向に光速で移動しているならばそれ以上の速さで時間軸方向に進むと今よりも前の時間帯、即ち過去に戻ることが可能となり、実質タイムスリップが出来ると思われる。

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時間軸はこのように進んでおり、1秒経つと時間軸方向に299,792,458m進むこととなるので時間軸方向に逆らって光速以上に進むと過去に戻ることが可能となる。

 

以上のことよりこの考え方が正しければ過去に戻ることが可能ではあるが過去に戻ることはおそらく不可能であり、その理由は

  • そもそも光速を超えることはできない
  • 時間軸方向に進む方法が現在の所存在しない

の二点があるからである。

では、これからは四次元空間について書いて行きたいと思う。

 

 

2.2 四次元空間

四次元空間は時間軸など考えずに単純に空間的に第四方向があるという考え方である。

第四方向は現在の所は見つかっておらず、もし見つかったならばドラえもんの四次元ポケットのようになっており、先ほどまでの時間軸は過去にタイムスリップできるという考えかたであったが今回の場合は空間的にワープが可能ということである。

その理由についてこれから書いて行きたいと思うが初めに一次元体について書いて行きたいと思う。

例えば長さが1兆キロメートルの一次元体があるとして、端から端まで進むには高速で移動したとしても最低1か月以上も時間がかかることとなる。

けれどもこの直線を曲げて端と端を繋ぐと移動するまでの時間は0秒となり、実質的にワープをしているということとなる。

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このように一つ次元が高い方向に曲げるとある地点とある地点を繋げることが可能となり、そのため距離をゼロとすることができ、次元が小さい時は時間が無限大にかかる距離であっても次元が一つ大きくなるだけでかかる時間をゼロにすることができる。

そして、このことは二次元→三次元の時でも成り立ち、四次元空間があった場合にはこのことを利用してワープができる可能性も十分に考えられる。

 

以上のことより空間移動も時間移動も4次元がある場合は理論上可能となり、ドラえもんの場合は両方とも可能であるため実質5次元を制御できていると考えられる(四次元空間+時間)。

 

 

 

以上、超次元についてでした。