こんにちは。

綾部です。

みなさんは「4次元」と聞くと、どんなことを思い浮かべますか？

「4次元ポケット」や「4次元空間」など、不思議な世界をイメージする方も多いのではないでしょうか。

一方で、「4次元とは縦・横・高さに時間を加えたもの」と聞いたことがある方もいるかもしれません。

でも、なぜ時間が「次元」として数えられるのでしょうか。

私も学生時代に物理を学ぶまでは、「時間はただ流れていくもの」という感覚しかありませんでした。

しかし、相対性理論や宇宙について知る中で、「時間も空間の一部として考える」という発想に触れ、とても驚いたことを覚えています。

今回は、そんな「4次元」と「時間」の関係についてご紹介したいと思います。

「4次元」とは、時間を含めた世界の見方

私たちは普段、物の位置を「縦・横・高さ」の3つで表しています。

参照：「時間と時計をめぐる、人類のおもしろすぎる冒険」（2023年1月10日時点）

しかし、出来事を正確に表そうとすると、「いつ起こったのか」という情報も欠かせません。

例えば、「東京駅にいる」という情報だけでは、その出来事を特定することはできませんが、「午前10時に東京駅にいる」と時間を加えることで、一つの出来事として表すことができます。

アインシュタインの相対性理論では、この「時間」を空間と切り離さず、「時空」と呼ばれる一つの世界として考えます。

つまり、「4次元＝不思議な世界」というより、「私たちが生きる世界をより正確に表現するための考え方」なのです。

普段何気なく過ごしている時間も、実は宇宙を理解するための大切な要素だったと考えると、とても興味深いですね。

「時間」は未来の科学や私たちの暮らしにもつながっている

時間は目に見えない存在ですが、現代の科学技術では欠かせないものになっています。

例えば、GPSは人工衛星と地上で生じるわずかな時間のズレを補正することで、正確な位置情報を私たちに届けています。

もしこの補正がなければ、現在のカーナビやスマートフォンの地図アプリも大きな誤差が生じてしまうそうです。

また、GIZMODO JAPANやWIRED JAPANでは、「4次元」のさらに先にある5次元や高次元空間についても紹介されており、宇宙の成り立ちやブラックホール、量子力学など、最先端の研究へと話が広がっています。

参照：「5次元ってほんとうにあるの？」（2019年7月5日時点）

今はまだ想像の世界に感じることでも、将来の研究によって新しい発見につながるかもしれません。

「4次元」という言葉は少し難しく聞こえますが、「時間も世界を形づくる一つの要素」と考えるだけで、いつもの景色や宇宙への見方が少し変わる気がします。

そんな視点で空を見上げてみると、時間という存在が、これまでより少し身近に感じられるかもしれませんね。