相対性理論とは

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超概略
あるところに双子の兄弟がいました。ある日、双子の兄は銀河の彼方、１４万８千光年先のイスカンダルまで、放射能除去装置を受け取りに弟を地球に残して旅立っていきました。兄の宇宙船は、約秒速３０万キロメートルの光の速さに近いスピードで進み、兄は数歳年をとっただけでイスカンダルに到着し、イスカンダルの女王スターシャに会うことができました。こんなことがあるのでしょうか。いくら光の速さに近いスピードで航行したとしても、イスカンダルは、１４万８千光年先です。到着まで１４万８千年以上の時間がかかるはずです。兄の時間がゆっくり流れているのでしょうか。

放射能除去装置を受け取った兄は、同じく光の速さに近いスピードでロケットを航行させて、地球に帰ってきました。この間に兄は、また数歳年をとりました。兄が見たものは、とっくの昔に歳をとって亡くなった弟のお墓でした。

なぜ、相対性理論が登場したのか

(1)１９世紀の科学により、光は波(電磁波)であるとわかった。

(2)では、波を伝えるもの（音ならば空気）が存在するはず。

(3)それならば、波を伝えるものに対して観測者が運動している場合は、光の速さは変わって見えるはず。

(4)地球の運動を利用して実験が行われたが、光の速さは変わらなかった。

(5)アインシュタインは、光の速さが常に一定であること(光速度不変)を、

   物理学の基本原理と捉え、特殊相対性理論を考えた。

(6)その結果導かれる様々な不思議な現象が、正しいことが判明した。

(7)それまでの物理学は、厳密には全て修正を余儀なくされた。(例えば、ニュートンの f = m a が厳密にはアウト)


特殊相対性理論(光速度不変)が予言する不思議な世界

・[同時刻の相対性]離れた場所でAさんにとって同時に起こった２つ出来事は、Aさんに対して運動するBさんから見れば同時ではない。

・[時間経過の相対性]２つの出来事の間に経過した時間は、観測者の運動によって異なっている。

・[時計の遅れ]運動する時計はどんどん遅れていく。

・[宇宙旅行]この時計の遅れを利用すれば、理論的には宇宙の彼方の銀河まで短時間でいける。

・[長さの相対性]運動する物体は進行方向に縮む。

・[対等な相対性]AさんとBさんが互いに運動していれば、互いに相手の時計が遅れ、互いに相手が縮む。

・[超光速の不能]光の速さを超えることはできない。(もし超光速通信が可能なら、昨日の自分に今日の株価を送れる）

・[剛体の否定]完全に硬い物質は存在しない。すべての物質はグニャグニャである。

・[質量について]質量はエネルギーに転化する。

   などなど。


○実は、絶対的なことの方が大切

アインシュタインは、自分の理論につけられた「相対性理論」という名称を嫌がっていました。 実は、相対性理論は、相対の中に絶対を見ようとする哲学であるとも解釈できるのです。

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