アインシュタインの相対性理論
【相対性理論】
アインシュタインの相対性理論は、「一般相対性理論」と、「特殊相対性理論」の二つの論文 からなります。数学的に難解だったので、発表された当初は、世界で3人しか理解出来ませんでした。相対性理論で扱う現象は、日常生活では起こりませんが、原子力エネルギーとは関連しています。相対性理論では、それまで絶対的だと思われいた時間が、相対的なものにすぎないとされました。時間とは、観測者の置かれた状況によって変わるものだからです。アインシュタインは、重力波を予言しましたが、ブラックホールは説明出来ませんでした。
【特殊相対性理論】
特殊相対性理論は、光の論文です。それは「相対性原理」と「光速度不変の原理」を前提としています。相対性原理とは、すべての物理法則が、慣性系においては、観測者によらず、同じように起こるということです。四次元の時空においては、光の速度が、どの観測者に対しても、一定であることを光速不変の原理と言います。時空とは、時間と空間をひとまとめにした概念です。三次元の立体に、時間を合わせたこの現実の世界を四次元と言います。
【等価原理】
特殊相対性理論を発展させたのが、一般相対性理論です。一般相対性理論は、等価原理を基礎原理の一つにしています。等価とは、質量とエネルギーは、同じものであるという意味です。そのものが持つエネルギーの量を質量と言います。また質量とは、物体の動かしにくさや、運動状態の変えにくさの度合いのことです。物質もまた、エネルギーの一形態であり、物体とエネルギーは相互に交換されます。
【慣性質量】
質量には、重力質量と慣性質量があります。万有引力の受けやすさの量が、重力質量です。重力質量は、地球や宇宙など、場所が変わればその値も変わります。慣性とは、外から力を加えられない限り、その状態を維持しよとする性質のことです。物体の動かしにくさを表す量を慣性質量と言います。質量が大きくなれば、なかなか加速しません。そのことを慣性が大きいと言います。一般相対性理論では、重力質量と慣性質量もまた等価です。
【一般相対性理論】
一般相対性理論は、重力の理論です。一般相対性理論では、物体の加速度と重力の関係を説明しています。加速度とは、時間的変化の割合のことです。物体が速く動けば動くほど、質量も大きくなります。
一般相対性理論において、時空の歪みが重力の正体です。大きなエネルギー「質量」のが存在した場合、その周りの時空間は歪みます。時間と空間は、時空という一つのものです。大きな重力の存在は、周りの空間を伸縮させたり、曲げたりするため、時間まで遅らせます。
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