こ…これって、タイムマシン？

質問

先日数学の質問に答えてから頭の隅に出来た何かを公表たくなりました。
　それに対する自由な意見を聞きたいので宜しくお願いします。

　この世界を３次元空間としてこれに時間軸を加えて４次元で表したとします。
　３次元空間では写真の様にその時々を切り取って認識しています。
　例えばりんごが一つあり縦横奥行きを全てその瞬間に持ち合わせており、それを手にとって一度に認識する事が出来ます。
　もしりんごに時間軸を加えたらりんごそのものの始まりから終りまでを一度に知る事が出来る事になり、写真のような見方をするとりんごの変化が全て連続した一塊のモノになると思います。

　では、既に一塊になっている４次元のりんごをこの世界に適用してみると今進行していると思っている世界が実は４次元的に見ると既に一塊のりんごなのではないか？と。

回答No.4

First_Noel

物理学では，横軸を空間軸（ひとつに集約して描きます），
縦軸を時間軸にした「世界線」と言う表現の仕方があります．

この世界のある時刻ある地点にある一点からどのように運動することが
出来るかを表現したのが「ミンコフスキー円錐」です．
何物も光速度を越えられないことから，ある一点から移動できる範囲は
その一点を頂点とする円錐となり，次の一瞬後に移動できる範囲は，
この円錐内に制限されます．

或いは，昔からよくある「四次元のなぞ」みたいな本（根拠に乏しい
思い付きだけで書かれたものが非常に多い）では，
「四次元連続体」と言う名で表現されているものもあります．

さてこれでタイムマシンですが，グラフを見て人は，こっからこう行けば
時間が逆に進む，とか，ワープだ，とかは思考出来ますが，
さてそれを現実に行おうとすると，神様が創造したこの世界，
いろいろな「神の制約」があるので，なかなか難しいことだと思います．

お礼

頭に浮かんだイメージがもやもやしていたのである程度の形にしたく質問しましたが今のところまだハッキリとは認識できていませんが、後は時間をかけてゆっくり消化していこうと思います。

　ぶっ飛んだ質問にきちんと答えて頂きありがとうございました。

※オーバーラップはオーバーライドの間違いでした。

補足

「科学者が解き明かせない事は神の御手にある」
　水平の大地を中心に星がめぐっていると思われていた頃は、太陽系の運行さえ神の御手にありました。　そんな事をそのまま延長して考えるのはちょっと無理がありますが、将来的にはこの疑問も解き明かして「水平の大地」の時代では絶対に不可能だったフライバイのような技術が生まれるのではないかと安直に考えました。

　私が思うに科学者が信心深かった場合、現実に宗教の教えに反する結果が出たときにそれを事実として受け入れる事が出来るのかどうか？　受け入れる事が出来ずに『観測者がいなければ観測対象は存在しない』で未来が決められるのではとても屈辱を感じます。

　しかしながら現実的に今の私たちには時間軸を自由に移動する事が出来ない（もし自由に移動出来たとしても記憶がオーバーラップするので事実上その意味が存在せず、記憶が一直線に時間の上に乗っているだけ）のでやっぱり意味無いかも…。 ＾＾；

回答No.3

ruehas

こんにちは。
質問者さんが仰っているのは「ミンコフスキー時空（ヘルマン・ミンコフスキー独）」のことで宜しいでしょうか。そこは「縦横奥行き（ｘ，ｙ，ｚ）」の他に「時間軸ｔ」を取った四次元時空であり、「ｔ」は「ｘ，ｙ，ｚ」全てに対して直角に交わっています。厳密には「ｔ」は「光速度ｃ」を掛けて「ｃｔ」となります。

＞写真のような見方をするとりんごの変化が全て連続した一塊のモノになると思います。

そうですね。
ひとつの事象を三次元写真に見立てるならば、それが時間に沿って連続した感じになりますよね。
「事象（出来事）」には、「いつ」と「何処で」という成分があります。我々の三次元空間では、「何処で」は「ｘ、ｙ、ｚ」で表されますよね。そして、「いつ」が「時間軸ｔ」の成分ということになります。ですから、仰るとおり、このふたつの成分が明らかにされれば「リンゴの存在」という出来事を全て網羅することができます。

＞では、既に一塊になっている４次元のりんごをこの世界に適用してみると今進行していると思っている世界が実は４次元的に見ると既に一塊のりんごなのではないか？と。

そういうことになると思います。
この空間で「運動」が起こりますと、「ｘ、ｙ、ｚ」のパラメーターが変化します。ですから、この世界の出来事の全ては、「ｘ、ｙ、ｚ」の変化が「時間軸ｔ」に沿って連続したグラフによって表すことができます。
「ｘ、ｙ、ｚ」では分かり辛いので、取り敢えず「ｚ」を止めちゃって、「ｘ、ｙ」だけにして下さい。この二次元空間で円運動をする物体は、「ｘ、ｙ」に直交する「時間軸ｔ」に沿って三次元時空に「らせんグラフ」を描くことが分かると思います。それから、このイメージを四次元時空に拡張して下さい。見えましたか？　
やってみましたが、私にはちょっと見えませんでした（汗）。
それから、
「時間ｔ」だけは変化量が一定で、方向も「プラス」だけです。一応、出来事が過去に向かってはならないということになっています。

グレゴリ―・ベンフォードというＳＦ作家が、このネタを使って「タイム・スケープ」という時間ＳＦを書いていますよ。残念ながら、人間を運ぶタイムマシンそのものは出てきません。このお話は、１９９８年から「１９６２年に地球が存在した時空座標」を特定して信号を送り、過去と交信しようというものです。地球の存在という出来事は時間軸に沿って連続していますから、それを遡れば過去の座標が特定できるというわけですね。
但し、これはかなり古い本です。
座標が分かっても、過去と交信するためには光の速度を超える物質が必要になります。ここでは超光速粒子「タキオン」が使われます。ですが、現在「タキオン」は学者さんたちからほとんど否定されており、ＳＦファンは見向きもしないという過去の代物になってしまいました。当時は結構もてはやされていたんですがねえ。

お礼

解りにくい質問にも拘らず噛み砕いた回答をして頂きありがとうございました。

補足

なんか、発表とか書いておきなが自分でもあやふやな質問で申し訳ありません。
　ｃｔという事は時間と光の速度は常に一連宅所ということですよね？ とすると、事象の地平線の先は観測する私たちにとっては時間が逆行している事になるのでしょうか。（実際に観測など出来ないけど）興味がありますね。

＞「時間ｔ」だけは変化量が一定で、方向も「プラス」だけです。一応、出来事が過去に向かってはならないということになっています。
　実際に私たちが感じている時間は長かったり短かったりしますが、時間があっという間に過ぎてしまった時には実は脳がゆっくりしてたりして…(自爆)

回答No.2

rightegg

こんにちは。
えーと、それのどの辺がタイムマシンなんでしょう？

（そもそも４次元って別に全ての時間が同時に存在しているという意味でも無いと思いますが）
りんごの最初から最後までが同時に存在しているとしても、その観測者が同じく４次元の立場でいる限りは状況は今と同じです。
かといって３次元の立場だとその４次元の世界を見ることは出来ないでしょう？

近い状況としては、ブラックホールの中心部近くではいろんな時間が流れていると予想されます。
ご存じのように速度が大きくなると時間はゆるやかになるので、様々な速度が存在する世界では、時間は様々に流れますからね。
現在でも理屈的には未来へのタイムマシンは可能ですけど過去にもどれないのであまり良いことはないです。（いわゆるウラシマ効果）

補足

ちょっと説明不足なのは解っているのですが、どう説明したらいいものやら… ＾＾；

　締め切る前にに説明できるといいのですが。

回答No.1

kaitaradou

どこで読んだか忘れてしまいましたが４次元時空間には運動というものがないと書いてあったことを記憶しています。運動している物体の軌跡のグラフそのものには「動き」がないのと同じかなと考えています。我々の記憶というものもそのような構造をしているように思います。人間以外の生物はそれこそその時々の写真だけで生きているのだろうと想像しますが人間はそれらの生物より少なくとも１次元は高い世界に生きているのではないでしょうか？

補足

とても近いような気がしますがまだ考えがまとまらずハッキリと答えられないのですが、記憶を自由に引き出して回想するという意味では確かに過去を自由に行き来する事が出来るとも言えるかもしれませんね。