エレガントな宇宙（超ひも理論）第１回アインシュタインの見果てぬ夢 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=o-IA0Y_MgyY
http://www.hone-kenko.org/image3/gif/sansui_26s
超ひも理論への招待 画像
http://www.h7.dion.ne.jp/~natsuume/misc/nambu.jpg
カラビ-ヤウ多様体 画像
http://blogimg.goo.ne.jp/user_image/7b/15/d6207d9c0814eeb43f12c82a5d61f26b.gif
9次元からきた男 日本科学未来館
理論物理学者が見ている究極の景色を、最新の科学データと仮説をもとに映像化。
素粒子のミクロの世界と、宇宙のマクロの世界をあらわす二つの理論は矛盾しており、理論物理学者たちはそれらを統一する「万物の理論」を見つけようとしています。その最も有力な仮説である「超弦理論」が提示する、驚くべき世界とは?
http://www.miraikan.jst.go.jp/sp/9dimensions/
カラビ-ヤウ空間を見てみよう！ とね日記
超ひも理論やM理論によればこの世界は10次元空間に存在する振動する「超ひも」や11次元空間に存在する「膜」からできているそうだ。原子や電子を構成するさまざまな素粒子はこの弦が多様に振動する結果にすぎない。
超ひもが存在する11次元のうち6つまたは7つの(余分な)次元はドーナツ型に丸まってしまって、時間と空間の1次元+3次元=4次元に住む私たちには見えない。この11次元のドーナツのことを発見した数学者の名にちなんで「カラビ-ヤウ空間（カラビ-ヤウ多様体）」という。
http://blog.goo.ne.jp/ktonegaw/e/b3ab2b9875e9a2b81b055153c078439b
超弦理論 ウィキペディア（Wikipedia）より
超弦理論（英: superstring theory）は、物理学の理論、仮説の1つ。物質の基本的単位を、大きさが無限に小さな0次元の点粒子ではなく、1次元の拡がりをもつ弦であると考える弦理論に、超対称性という考えを加え、拡張したもの。超ひも理論、スーパーストリング理論とも呼ばれる。
【現状】
超弦理論は、現時点では観測や実験事実を説明するまでには至っていないが、上記のようなブラックホールの問題への回答、宇宙論や現象論の模型への多大な影響、そしてホログラフィー原理の具体的な実現など、その成果を挙げるにはいとまがない。超弦理論に懐疑的な発言をしていたスティーヴン・ホーキングも、近年は超弦理論の成果を用いた研究を発表している。
一方で、Not Even Wrong（邦訳：ストリング理論は科学か）を執筆したPeter Woit、THE TROUBLE WITH PHYSICS（邦訳：迷走する物理学）を執筆したLee Smolinのように、超弦理論は誤っているだけでなく、物理学研究全体に有害であるとする反対派・懐疑派も存在している。
【問題点】
1．『超弦理論』では現在のところ観測されていない10次元といった多数の次元を必要とする点で問題がある。超高エネルギーでの実験が可能ならばそのような次元を直接確認し、理論を検証できる可能性があるが、21世紀初頭の技術的展望では不可能だとされている。
2．超対称性理論と同様に、現在観測されている素粒子の倍程度の新粒子の存在を予言する。
3．重力の量子論の有力候補とされているものの、現在の超弦理論は背景依存の理論形式であり、背景独立でない理論は真の量子重力理論にはなり得ないという批判がある。
4．カラビ-ヤウ空間の形状などに依存して、膨大な数の超弦理論が存在し得る。そのようなパラメータを調整して、我々の宇宙の物理法則と適合する超弦理論を選び出すことは計算量の面から非常に困難なことが判明している。膨大な数の超弦理論が、それぞれ別の宇宙を表すとの考え方もあるものの、我々の宇宙の法則を得られなければ、実用理論としては意味が無いかもしれない。
このため超弦理論を正式な物理学上の仮説として扱うことに疑問を持つ物理学者も多い。また弦理論の業績に対しては現在のところノーベル物理学賞は与えられていない。弦理論に重要な貢献を果たした南部陽一郎、デビッド・グロスらは別の業績で受賞している。
しかしながら、現在も探求が行われている分野でもあり、かつまた、その研究の発展は数多くの大統一理論及び、超統一理論の候補の1つとして、今も数多くの研究が行われている。
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
『マンガ超ひも理論 我々は4次元の膜に住んでいる』 川合光／著、高橋繁行／画 講談社 2002年発行
中学生から理解できる世界初のマンガ版！！
なんと、「キミがヒモからできている」「宇宙もヒモからできている」！！ 最新・究極の物理学「超ひも理論」がマンガで簡単にわかる。この1冊でアインシュタインを超え、ノーベル賞に一歩近づける！！
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
『隠れていた宇宙 （上）』 ブライアン・グリーン／著、竹内薫／監修、大田直子／翻訳 早川書房 2011年発行
・ひも理論と粒子の性質 （一部抜粋しています）
あらゆる物理学においてもっとも深遠な問題の１つは、自然界の粒子はなぜ現状の性質をもっているのか、である。たとえば、なぜ電子はその特定の質量をもち、なぜアップクォークはその特定の電荷をもっているのか？ この疑問が注目を集めるのは、それ自体が興味深いから、ということもあるが、私たちが先ほどそれとなく触れた興味深い事実のせいである。もしも粒子の性質が違っていたら……たとえば電子がわずかに重かったり軽かったりしたら、あるいは電子間の電気斥力（せきりょく）が強かったり、弱かったりしたら……太陽などの恒星に力を与える核過程は途切れていただろう。星がなければ、宇宙はまったく違う場所になる。とくに、太陽の熱と光がなければ、地球上の生命をもたらした一連の複雑な出来事は起こっていなかっただろう。
ここで私たちは大きな難題にぶつかる。ペンと紙、おそらくコンピューター、そしてもてる限りの物理法則に関する知識を駆使して、粒子の性質を計算し、測定値と一致する結果を見つけよう。もしこの難題に対処できれば、宇宙がなぜ今あるとおりなのかを理解するために、もっとも大きな一歩を踏み出したことになる。
場の電子論では、この難題を克服できない。永遠に。場の電子論は、測定された粒子の性質を入力データとして必要とする――この特徴は理論の定義の一部である――ので、粒子の質量および電荷として広範囲の値をすんなり受け入れる。電子の質量や電荷が私たちの世界のそれより大きかったり小さかったりする架空の世界でも、場の電子論は問題なく通用する。理論の方程式に含まれるパラメーターの値を調整するだけのことだ。
ひも理論ならもっとうまく行くのだろうか？
ひも理論のもっとも美しい特徴の１つ（そして私がこの理論を学んだときにもっとも感動したところ）は、粒子の性質が余剰次元の大きさと形で決まることだ。ひもは非常に小さいので、私たちが日常的に経験する大きい3つの次元で振動するだけでなく、小さく丸まった次元でも振動する。管楽器に吹き込まれた空気の流れにはその楽器の幾何学的形状で決まる振動パターンがあるように、ひも理論のひもにも、丸まった次元の幾何学的形状で決まる振動パターンがある。そしてひもの振動パターンが粒子の質量や電荷のような性質を決めることを考えると、これらの性質は余剰次元の形によって決まることがわかる。
というわけで、ひも理論の余剰次元が正確にどう見えるかがわかれば、振動するひもの詳細な性質、ひいてはひもが振動して生む基本粒子の詳細な性質を、もう少しで予測できるところまで近づくことになる。かねてからの障害は、余剰次元の正確な幾何学的形状を誰も解明できていないことだ。ひも理論の方程式は余剰次元の形状に数学的な制限を設けるので、その形状はカラビ＝ヤウ図形（または数学用語でカラビ＝ヤウ多様体）と呼ばれるものに属していなくてはならない。この図形は、ひも理論にとって重要であることが明らかになるずっと前に、その性質を調べたエウゲニオ・カラビとシン＝トゥン・ヤウという数学者にちなんで名づけられた。問題は、カラビ＝ヤウ図形が１つではないことだ。そして異なる楽器が異なる音を生み出すように、大きさと形が異なる余剰次元は、異なるひもの振動パターンを生み出し、ひいては異なる粒子の性質を生じさせる。余剰次元の仕様書が１つに定まらないことが主な原因で、ひも理論は決定的な予測をすることができないのだ。
1980年代半ばに私がひも理論に取り組み始めたとき、知られているカラビ＝ヤウ図形はほんのひと握りで、既知の物理学との合致を探して１つひとつ検討していくというのも、想像の枠内の作業と言えた。私の博士論文は、ごく早いうちにこの方向へと踏み出したものだった。2、3年後、私が（カラビ＝ヤウのヤウのもとで研究する）博士研究員だったとき、カラビ＝ヤウ図形の数は2、3000にまで増え、しらみつぶしに分析するのはいっそう困難になった――しかしそのためにこそ大学院生がいるのだ。ところが時間の経過とともに、カラビ＝ヤウ図形一覧表のページ数はどんどん増えていく。余剰次元になる可能性をいちいち数学的に分析するなど問題外だ。そのためひも理論家たちは、「これだ」という特定のカラビ＝ヤウ図形を選び出してくれる理論からの指令を探し続けている。今のところ成功した者はいない。
そういうわけで、基本粒子の性質を説明することに関しては、ひも理論はまだ約束を果たしていない。その意味で、今のところ場の量子論に比べて進歩してはいないのだ。
しかし忘れないでほしい。ひも理論が秀でているのは、20世紀の理論物理学が抱えていた例の中心的ジレンマ、すなわち、一般相対性理論と量子力学の激しい対立を、解決できることなのだ。ひも理論のなかでは、一般相対性理論と量子力学がついに平和に合体する。そこにこそひも理論による決定的な進歩があり、私たちは場の量子論の標準的手法を混乱させていた、きわめて重大な障害を乗り越えることができる。ひも理論の数学に対する理解が深まって余剰次元の固有の形、すなわち、観測されている粒子の性質すべてを説明できる形を選びだすことができれば、それは画期的的な勝利と言える。しかしひも理論がこの難題に立ち向かえる保証はない。ひも理論がそうする必然性もない。場の量子論は大きな成功を収めたという賞賛は正しいが、この理論は基本粒子の性質を説明できない。ひも理論も同様に粒子の性質を説明することができないとしても、重力を受け入れることのよって、ひとつの重要な尺度で場の量子論に勝るのであれば、それだけでも歴史的価値のある快挙だ。
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
どうでもいい、じじぃの日記。
先日、図書館のなかで本巡りをしていたら、ブライアン・グリーン著 『隠れていた宇宙』という本があった。
ブライアン・グリーンは「超ひも理論」の研究者で『エレガントな宇宙』という本も書いている。この『隠れていた宇宙』の原者のタイトルは『The Hidden Reality : Parallel Universes and the Deep Laws of the Cosmos』といって、2011年１月に発行されている。ひも理論に関しては最新の本なのではないだろうか。
約6年前に『マンガ超ひも理論 我々は4次元の膜に住んでいる』というマンガ本を買った。現在 理化学研究所主任研究員 川合光さんと漫画家 高橋繁行さんの共著のマンガ本で「ひも理論」をやさしく解説した本だった。今でも、このマンガ本を「我々の世界はこんなんで出来ているのか」と時々読み返している。
何か、ひも理論に新しい進展があるのだろうか。ダークエネルギーなんか、『隠れていた宇宙』でどう説明しているのだろうか？
我々は学校で「光は粒であり、かつ波である」と習った。しかし、光が粒なのなら、なぜ干渉縞のような波が表れるのか？
「ひも理論のもっとも美しい特徴の１つ（そして私がこの理論を学んだときにもっとも感動したところ）は、粒子の性質が余剰次元の大きさと形で決まることだ。ひもは非常に小さいので、私たちが日常的に経験する大きい3つの次元で振動するだけでなく、小さく丸まった次元でも振動する」
すべての現象を「ひもが振動する」ことで説明できるかもしれないというのが「超ひも理論」なのだ。
「ひも理論が秀でているのは、20世紀の理論物理学が抱えていた例の中心的ジレンマ、すなわち、一般相対性理論と量子力学の激しい対立を、解決できることなのだ」
ダークエネルギーもブラックホールもアインシュタインの一般相対性理論では説明ができない。アインシュタインの一般相対性理論を超えた理論が必要なのだ。
日本人科学者よ。謎を解いてくれ。
