読者です 読者をやめる 読者になる 読者になる

【相対性理論とは何か?】簡単でわかりやすい相対性理論の理解の仕方を解説

Idea Idea-教養

みなさんこんにちは、Ichiです。


「相対性理論」って言葉はよく聞くけど、いまいちよく分かってない方は多いんじゃないでしょうか。今年はアインシュタインが一般相対性理論を論文で発表してから100周年の記念の年です。

せっかくの機会ですから、難しそうに思える「相対性理論」の概要だけでもマスターしておきましょう。難しい式なんか覚えなくても、概要だけ知っていればきっと話の種になると思いますよ。

目次

相対性理論って簡単にいうと何なの?

f:id:ibookwormer:20151126151027j:plain

【速さ】【エネルギー(重力)】【時間】の関係についてのお話です。

 

もしも会社の意識高い系の上司に相対性理論の話を振られたら、

 

 

「まぁ、光速ですね。時間と速さの関係考えたら」

 

 

とかそれっぽい上のキーワードに関連したことを言っておけば多分何とかなります。

相対性理論の種類

相対性理論には2種類あります。

①特殊相対性理論
②一般相対性理論

どっちが考え方が難しいと思いますか?

 

正解は②一般相対性理論です。


「え?特殊の方がどう考えても難しそうだけど...。」


と思うかもしれませんけど、こう考えれば特殊の方が簡単だということが分かってもらえるんじゃないでしょうか。

 

特殊」というのは、「ものが一定の速度で動くとき(等速直線運動)」のみを考えればいいのであって、「一般」というのは「それ以外のすべての動き」を考えなければいけないわけです。

 
どう考えても、エスカレーターに乗っているおじいさん(95歳)(特殊)よりも、公園に解き放たれた自由に動き回る子ども(5歳)(一般)の方が、どんな風に動いて周りにどんな影響を与えるかって予測するの難しいですよね?

 

なので、一般相対性理論は特殊相対性理論よりも10年遅れて発表されていますし、計算式や考え方も複雑になっています。

 

特殊相対性理論

では、考え方が簡単なほうから考えていきましょう。

ここでは一定の速度で直線的に動いているものを想像してください。分かりやすいように、1つ前の例でも使ったエスカレーターに乗っているおじいさんを想定しましょう。

特殊相対性理論では、おじいさんに以下の3つのことが起こると考えてください。

①時間が遅れる ②長さが縮む ③重さが増す


しかも動いている速さが増すほどにこれらの効果は強まります。


でもここで考えなければいけないのは、誰に対して時間が遅れるのかということです。
ここでも例を出しましょう。先ほど同様に、エスカレーターに乗っているおじいさんと、エスカレーターに乗っていないサラリーマンの関係を考えてみます。しかも、エスカレーターは猛スピードで動いて、お互いに手を振り合うとします。

特殊相対性理論の考え方的には、おじいさんから見ると、サラリーマンの手の振りの動きは遅く見えるし、サラリーマンから見るとおじいさんの手の振りの動きは遅く見えるはずです。

f:id:ibookwormer:20151223233457j:plain

これが相対性理論という由来で、サラリーマンとおじいさんはお互いに相手の時間が遅れてるんだと思うわけです。

 

一般相対性理論

では、一般相対性理論ではどう考えればいいのかと言えば、詳しく考えると難しいので、この法則さえ覚えておけば大丈夫です。

重力が強い(重い)ものの周りでは


①空間が歪む ②時間も歪む(遅くなる)


(理論通りに考えるとデブと近距離で会話すると時間が長く感じるはずです)

また、先ほどの特殊相対性理論では、サラリーマンとおじいさんはお互いに時間の遅れを感じていましたが、一般相対性理論ではそうはなりません

とても重力の強い場所に立っているサラリーマンと弱い重力の場所に立っているおじいさん今回も手を振ってもらうとしましょう。そうすると、サラリーマンの動きは遅く見え、おじいさんの動きは早く見えます 

f:id:ibookwormer:20151126123052j:plain

 おわりに

なかなかわかりにくいと思われている相対性理論ですが、案外簡単な話だと思いませんか?専門書だとなかなか読み解くのは難しいですけど、直感的に理解するのを手助けしてくれるような本はとても役立つと思います。

「感じる科学」は相対性理論以外にも教養として身につけておきたい科学の知識がをとてもかみ砕いて教えてくれるので、読み物として面白くおすすめです。

Copyright© 2015-2016 life-abstract.com All Rights Reserved