ニュートン式超図解 最強に面白い‼ 相対性理論 物理学に革命をおこした大理論! 相対性理論がゼロからわかる‼ 監修:佐藤勝彦

2020年7月15日発行

 

イントロダクション アインシュタインの疑問からはじまった相対性理論

第1章 相対性理論の基本、光の速さを知る 光の速さは、だれから見ても同じだった

第2章 特殊相対性理論:時間と空間の新理論 時間と空間は、長くなったり短くなったりする

第3章 一般相対性理論:重力の新理論 アインシュタインは、重力を時空のゆがみだと考えた

第4章 相対性理論と現代物理学 宇宙では、空間が膨張していた

 

アインシュタインは16歳の時、もし自分が光の速さで飛んだら、顔は鏡に映るのだろうか?という疑問を抱いた。それが相対性理論を唱えるはじまりだった。

光が音と同じ性質なら鏡に届かないだろう、しかし止まった光はありえない、として悩んだ。

時間の流れが遅くなるとき空間(長さ)は縮む。光の速さは約30万キロメートルで、マクスウェルが光を正体を電磁波(電場と磁場の連鎖)と名付けた。アインシュタインの「光速度不変の原理」により光の速さはどんな状況であっても真空中の光の速度は常に同じ。光の速さは自然界では最高速度だが、宇宙の銀河は光速をこえて膨張している。

未来へのタイムトラベルは原理的には可能。過去へのタイムトラベルについてもワームホールが実在していた場合などの特殊な状況の下では可能。ただしワームホールが実在する証拠は見つかっていない。

2016年にLIGOが観測した重力波は、太陽の質量36倍と29倍のブラックホールが衝突し合体することで62倍の質量を持つブラックホールになったとき、欠けた3倍の質量が膨大なエネルギ―に変換され重力波として放射されたと考えられている。

 

私の知識を補充する備忘録のため、本書の要約では全くない。本書は相対性理論そのものをきちんと丁寧に分かり易く説明してくれているが、理解している部分は割愛している。