一般相対性理論 !
アルバート・アインシュタイン(Albert Einstein)氏は、ニュートン(newton)の重力理論(theory of gravitation.)に挑戦するために、1915年に一般相対性理論を発表しました。アインシュタインは、彼の世紀の最も偉大な科学者の1人でした。アインシュタインのとても奇妙なことは、彼は決して実験的に理論を提案したことはありませんでしたが、しかし、彼の想像力と数学の方程式に基づいて、彼は、彼の総ての理論と仮説を与えるのみです。アインシュタインは、洞察の大きな力で激しくヒットされました。
私達が知っているように、宇宙の総ての粒子には速さ(speed)がありますが、しかし、約300年前にこの速度を数学的に測定することができました。この作業は、「アイザック・ニュートン卿(Sir Issac Newton)」により、彼の運動の法則を提案することで行われました。
まあ、それは宇宙の片隅でも、同じ速度で時間が経過することを意味し、宇宙船で旅行する宇宙飛行士の時間が地球上の人が経過する時間と同じことを意味します。別の事例では、ブラックホールの近くにいる人の時間は、地球の時間と同じように振る舞いますが、しかし、その事実は真実ではありません。
アインシュタインは偉大な考察家(thinker)であり、彼の洞察力(visualisation)は優れていました。 彼は、こう考察(visualises)します。もしも、「A」の人が電車に座っており、別の「B」の人が彼を見ているのならば、Bにとって、Aはある速度で前方に移動していますが、しかし、Aにとって、彼とその列車に座っている他のすべての乗客は静止しています。 これは20世紀の科学者達にとって偉大なパラドックスで、Aの速度を測定するためにどの基準枠が正しいのか。
結論が出ました、両方の言及は完全に正しいものでしたが、問題は速さでした。アインシュタインは、速さは絶対的なものではなく、相対的なものであると提示しました。
ニュートンはまた、彼の古典的な相対性理論で「物理法則は、物体の速度(velocity)とはあまり関係がありません」と述べましたが、しかし、もしも私達がAとBに物理学を適用するのならば、その結果、ニュートンの古典相対性理論に反する結果が出ます。
20世紀の初めに、科学者達はこれを発見しました。自然界には、速さが基準枠に依存しないものもあります、そして、それは光(light)です。光の速さは、300,000 km / secで、基準枠によって変化しません。どこから私達が光を観察するかは関係ありません、その値は同じになります。
この光の絶対速度は、アルバート・アインシュタイン氏を驚かせました。そして彼は、もしも私達が光の速度で移動するとどうなるかを考え始めます。また彼は、速さは時間と距離の積に依存するというシンプルな公式を用います。何故ならば、光の速さは一定だからです。したがってアインシュタインは、時空間(space and time)は変化しなければならないと結論付けています。
アインシュタインによれば、自然はその法則を破ることを許しませんし、そして自然は彼らに総ての法則に従うように強制します。光の速さも自然の基本的な性質です、したがって、定数として保持するために、自然は時空間に一部の変化をもたらします。
これを理解するために、先の例を見てみましょう。今回は、Aは光の速さと同じ速さの列車に座っています。Aが動き始めるときと、数日後にAがその列車から出てきたときの、どちらも時間も測定します。 彼は、次のことを見つけるでしょう。彼の友人Bは、以前より10 - 20歳近く年上です。彼は別の世界を発見するか、または未来の世界と私達は言うことができます。 このアインシュタインの概念はまた、仮想の現象「タイムトラベル(time travel)」を生み出しました。
アルバート・アインシュタインのこの理論は、科学社会全体を揺さぶるための準備ができました。今日、一般相対性理論は、この予測不可能な宇宙の隠された事実と戦い発見するための最も重要な武器の1つです。
----- 出典 -----
「General theory of relativity!」は、掲載終了しております。
----- この記事を読んで -----
数式を使わないで、現代物理学の要点を感覚的にお伝えする記事です。
今回のミステリーは、光の速度、光速が(細かい事をいわなければ)宇宙のどこでも一定なことです。そして、私達のような物体は、光速以上の速さで動くことができません。光速は宇宙の制限速度です。
この事実を受け入れるも良し、何故だか考えるのも楽しいのではないでしょうか ?
アインシュタインの相対性理論が万能ではないことも分かってきており、いつか書き換えられる日がくるのかもしれません。
----- パズルのピース -----
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