宇宙は別に何次元でも構わないよ。でも、私たちのような知性が発生するには空間が3次元であることが必須であり、それ以外の知性の形態を私たちが知らないからだよ。

宇宙で原子が発生し、恒星の核融合などで重い元素が作られ、それを素に惑星が誕生し、その表面での化学反応の末に生命が誕生し、それの進化の結果が私たちだよね?これを実現するには、数億年以上という長い時間の間、天体の軌道や電子の軌道が安定している必要があるよ。

ところで、重力相互作用や電磁相互作用は、距離の2乗に反比例して弱くなっていくけど、これは3次元空間での話だよ。もし4次元空間の場合は3乗、5次元空間の場合は4乗……と、どんどん増えていくよ。つまり、距離に対しての変化がものすごく敏感となるよ。これが惑星なら、ちょっとした公転軌道のズレが恒星への落下や離脱を招き、生命が誕生する間もなく住めない環境となるよ。原子なら、ちょっとした電子軌道のズレが原子核への落下や離脱に繋がり、原子という存在自体が不安定となるよ。つまり、4次元以上では私たちの知る物質や天体が存在しなくなるよ。

では2次元ならどうなのかというと、これは物質とかは安定するかもしれないけど、その代わり複雑な物体が期待できなくなるよ。例えば私たちには消化管というひとつながりの穴が貫通しているけど、2次元でやろうとすると、それは2つの生命に分割されてしまうことになるよ。そうなると、生命として許されるのは、アメーバーのように他の生物を囲う程度のことしかできないことになるよ。マクロで見ても問題があるけど、ミクロで言うともっと問題があるよ。細胞は水分や栄養を出し入れし、細胞間の情報を分子をやり取りすることで把握しているけど、細胞内外をどのように物質交換するのか、という問題に当たってしまうよ。2次元の世界では、最も単純な細胞すら作るのが難しくなるよ。

これらの問題から、3次元空間以外では、少なくとも私たちが知るような知性は誕生しえないよ。なので、3次元空間でしか「宇宙はなぜ2次元でも4次元でもなく、3次元なのでしょうか?」という質問は生まれないわけだよ。知性の定義がないので、私たちの知らない知性が他の空間次元でも誕生しえるのかもしれないけど、それは科学というよりSFになってしまうよね。なので "少なくとも私たちが知るような" という前提が必要だよ。

ちなみに、質問は空間次元だけど、時間についても同じことが言えるよ。時間次元は1次元なので、一貫して前後関係をつけ、これによって因果関係をつけることができるよ。ところが、時間次元が2次元以上の場合、前後関係を付けることはできなくなるよ。ちょっとこれは説明が難しいけど、時間次元が2本以上あると、例えそれぞれが過去から未来への一方通行にしか進めない軸だったとしても、うまいことやれば前後関係を逆転させることができてしまうよ。私たちが知る限り、マクロでは前後関係がひっくり返ることがないからこそ、様々な物理現象について法則をつけることができるんだけど、これが破綻している時間軸2次元以上の世界では、果たして時間が進むことによる発展がどうなっているのかを言うことができなくなってしまうよ。だから、「空間3次元+時間1次元」のみが、それに疑問を持つような知性が誕生しうる宇宙と言うことになるよ。

2023/03/18Posted
Loading...
Send anonymous messages to 彩恵りり🧚‍♀️科学ライター✨おしごと募集中
0 / 20000

Please read and agree to the Terms of Service and Privacy Policy before using.

Loading...