冬の夜空を眺めて思ふ…

アインシュタインで有名な相対性理論って何だっけ?

2004.11.25 THU

「天才物理学者アインシュタインが一般相対性理論で予言した『時空のゆがみ』の一種を、米航空宇宙局などの国際研究チームが地球の周囲で初めて証明」。先月下旬、こんな記事が新聞各紙を賑わした。しかし、ふーんと感心する前に「相対性理論って何だっけ?」と思った人も少なくないはずだ。相対性理論もアインシュタインも名前は知っているけど、じゃあ相対性理論って何なのか。

で、調べてみると数式や物理学用語がやたら出てくるし、相対性理論にも「特殊相対性理論」とそれより難解な「一般相対性理論」があったりして、非常に難しい。だから簡単に説明するのもやっぱりムチャクチャ難しいのだが、あえてひと言でいうなら、相対性理論とは「我々が持っている空間と時間の概念が見かけ通りのものではないことを示したもの」ということらしい。

たとえば、Aが一定速度で走るのをBが横から見るとAが動いて見えるが、AからはBが逆向きに動いているといえるし、止まっているのがどっちかとはいえない。ところが、どちらから見ても光の速度だけは同じで、アインシュタインはこれを時間と空間の向きが見る人によって異なるものとして解決した。つまりAからBをみるとBの時間は比較的ゆっくりで、進む方向の長さも短くなる。BからAをみても同様で、これが特殊相対性理論。さらにアインシュタインは、「重力」というものが速度の変化と区別できず、「質量」が時間や空間を歪ませた結果として捉えられることを一般相対性理論で提示。この場合、重力や加速度運動で力を受けている人の時間の進み方は遅くなるというわけである。

まあ結局、この世界をとりまく時間・空間・光の本質と関係を示したのが相対性理論というもので、未知なるものだった宇宙を手の届く場所にまで近づけ、以後さまざまな宇宙論の原典になったことは疑いようもない。その「予言」的な内容が劇的に証明され続けている点も、20世紀最大の発見といわれるゆえんなのだ。

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