ワープする宇宙 5次元時空の謎を解く

著者 : リサ・ランドール 向山信治 塩原通緒

• NHK出版 (2007年6月26日発売)

作品紹介・あらすじ

宇宙は、私たちが実感できる3次元+時間という構成ではないらしい。そこには、もうひとつの見えない次元があるというのだ。もし、もうひとつの次元が存在するのなら、なぜ私たちには見えないのか?それは、私たちの世界にどう影響しているのか?どうしたらその存在を証明できるのか?現代物理学の歩みから最新理論まで、数式を一切使わずわかりやすく解説しながら、見えない5番めの次元の驚異的な世界に私たちを導いていく。英米の大学でテキストとして使われている話題の著書Warped Passagesの邦訳。

感想・レビュー・書評

[esper9000さんの感想 · 2013年5月31日]

いわゆる、超弦理論・膜理論に関する本です。

アインシュタインが夢見ていた（そして、実際に彼の後半生を費やした）究極の物理理論の最有力候補が、この膜理論です。

私が大学で研究していた頃は、超弦理論の第二次ブームの時で、論文を読み漁っていたのを懐かしく思い出しました。
その後、10次元で成立する超弦理論（全ては弦の振動するモードから成り立っている、という理論です）から進化して、この10次元の弦は11次元の膜の一部である、という上位理論の膜理論（M理論）に発展しました。

著者はこの膜理論の第一人者の一人で、本書では、アインシュタインから膜理論までの歴史と、本人の主張する余剰次元宇宙について書かれています。
特に前半の膜理論までの解説がすばらしい！
かなり詳しく・丁寧に解説されています。

後半は彼女の主張が展開されます。
膜理論では、宇宙は初期に10次元であったのが、対称性の破れによってビッグバンが起こり、その時に6次元はコンパクト化して（巻き上がって）カラビ-ヤウ多様体（空間）となり、残りの4次元で現在の我々が住んでいる４次元宇宙となった、となっています。

彼女の主張は、
超弦理論では、このカラビ-ヤウ空間は非常に小さく巻き上げられているが、M理論では、我々の宇宙は、もっと大きな宇宙に浮かんでいる膜と見なせる。
その結果、全ての高次元がコンパクトになる必要はなく、一部の次元は無限大にもなりえる。
そこで、これを利用して、重力が他の３つの力（電磁力、強い相互作用、弱い相互作用）に比べて桁違いに弱い理由が説明できる、
というものです。
第5の次元（本書では余剰次元と表現している）へグラビトン（重力の量子）が漂い出るのを防ぐ重力が３ブレーン（我々の宇宙）にあり、重力は３ブレーンから余剰次元へ出ると希薄になって弱まり、あまり遠くへ到達できない。言い換えると、重力は他の３つの力と同じレベルの強さだが、その一部が高次元空間へと漏れ出しているので、弱くなっている。

もし彼女が正しければ、この量子論的効果は測定可能なエネルギーレベルになり、現在建設中の加速器で検出できるかもしれません。
そうなると、間違いなくノーベル物理学賞モノでしょう。

最新の宇宙論＋M理論では、マルチバース（我々の住む宇宙以外にも、無数の宇宙が存在する）が半ば常識化しつつありますが、それについての突っ込んだ議論は本書ではなされていません。

いずれにせよ、M理論（超弦理論）、宇宙論を俯瞰するには最適な本と考えます。


アインシュタインが夢見ていた統一理論という方向性は正しく（ただし時期が早すぎた）、また、アインシュタインも5次元空間での理論を構築したり、原子などの元の素粒子がブラックホールだったらとの前提で理論を立てたり（現在でも、この方向での研究は行われている）、多くの宇宙論がアインシュタイン方程式を解くことで発展してきたりなど、改めてアインシュタインの偉大さを再認識したりもしました。

[TNさんの感想 · 2023年3月23日]

半分以上は、素粒子研究の歴史です。
本題の話に入る辺りで挫折中。

[osawatさんの感想 · 2019年8月15日]

よくわからない部分も多いが、重力の逆２乗法則や弱い力について、最新の理論物理でどう考えられているか、書かれている。

[katotakeさんの感想 · 2018年11月23日]

3次元以上を映像で思い浮かべようとすると困難であるが、数字を並べることで簡単に表現することが出来る。

[ichiro.marinersさんの感想 · 2018年10月23日]

私には、量子力学はほぼ理解できないが、この理論を使ってもわれわれの宇宙を描くことができない。というのは、相対理論と、量子力学が統一できないから。弱い力、強い力、電磁力の３つは統一できるものの、重力までとなると一筋縄ではいかないらしい。で、ひも理論の登場となるのだが、この理論は数学的に９次元以上の宇宙を構築してしまうので、「さて、どうしよう？」ということになる。この本は、このような理論の進化を紐解きながら、著者の主張する5次元のワープ(湾曲）する宇宙の理論的優位性（とはいえ、この理論もひも理論の一種）までを説明する。数式はでてこないものの、多様体を勉強していない人にはきわめて理解しづらい幾何をイメージせざるをえなくなるので、難しいかも。かつ６００ページを超えるヘビー級なので、お勧めしない。が、数学、物理ファンには必読の書。

[ymkdさんの感想 · 2018年10月21日]

ワープする宇宙 5次元時空の謎を解く

[0541さんの感想 · 2018年9月3日]

よかった。探検したいな〜って気になった。
後半からちょっと怠けてくる
このくらいの本をかける人間ってかっこいい
原書でも読んでみたいかな？

[call4さんの感想 · 2017年8月6日]

だめだ。難しすぎる。

[高崎圭悟さんの感想 · 2017年5月10日]

超ひも理論の理解が増した。
数式が出てこなかったとしても、難しいわ…

[mamoさんの感想 · 2017年5月3日]

ジョディ・フォスター似の美人物理学者による最新の時空論ということと、ひも理論ではないアプローチで余剰次元を論じているという、２点に興味を持って、読んでみた。

６００ページを読み通すのは結構タフだが、最近、ひも理論系の本を立て続けに読んだので、なんとか、読み通せた。が、本当のところ、相対性理論や素粒子物理学の説明はもっとコンパクトにして、余剰次元の話に集中すれば、４００ページ以下に分量を抑えることができて、一般読者にとって話は分かりやすくなったのではないかと思う。なんせ、タイトルの「ワープ」という概念が登場するのが、５００ページを過ぎてからなのだ。（この辺が１点マイナスの理由）

ということを除くと、極めて知的にエキサイティングな本だった。確かに面白いが検証不能なひも理論に対して、彼女の理論は検証可能。かつ、２００７年始動予定のCERN実験で検証されるかもしれない、とのこと。

なんて、おどろくべき、時代に私たちは生きているのだろうか！そして、私たちが何気なく生きているこの空間というものがいかに謎に満ちたものであろうか！