こんにちは、カタツムリ系です🐌
アインシュタインの相対性理論には、ふた通りあって「一般相対性理論」と「特殊相対性理論」に分かれるのだとか。一般の方は「重力」メインで、特殊な方は「光」メインなのだとか。ここでは、専ら「光」推しでエピソードが進んでいきます。
- 作者: ブライアンコックス,ジェフフォーショー,柴田裕之
- 出版社/メーカー: 紀伊國屋書店
- 発売日: 2011/08/29
- メディア: 単行本
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【目次】
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大前提のおさらい→光速は不変
P-70
光の速さはあらゆる観測者にとって、お互いの運動とは関係なく不変であるそうですり続ける
こう書かれていると、急に何の話題かさえ忘れてしまいそうですが、例の相対速度って言うのが、光には当てはまらないそうです。
- 時速5キロで歩いている人が🚶♀️↓
- 時速5キロの動く歩道に乗っかれば↓
- 止まっている人からは、時速10キロ(=5キロ+ 5キロ)に見える
というアレ。え、それが、当てはまらない?!
極端な例ですが、光は光速で動くとして、光が動く歩道に乗っても、そのスピードは
✖︎光速 + 時速5キロ
○光速(時速5キロの足し算はなし)
にしか見えないのだとか。本当?!
しかも時間と空間をワンセットに考えないと、逆に、ツジツマが合わなくなるのだとか
例えば、簡単なピタゴラスの原理を利用すると
- 真北に時速5キロで歩いている人→縦(北)方面;時速5キロ・横(東)方面;時速0キロにスピードを分解できる
- 北東に時速5キロで歩いている人→縦(北)方面;時速4キロ・横(東)方面;時速3キロにスピードを分解できる
という風に、速さを分解できます。これと似たようなことが、時間と空間で起こるのだとか。
- 早く空間を動く(空間移動に使うエネルギー多め)→時間はゆっくり進む(時間移動に使うエネルギー少なめ)
- ゆっくり空間を動く(空間移動に使うエネルギー少なめ)→時間は早く進む(時間移動にはエネルギー多め)
という仕組みなのだとか。
この考え方の延長線で
P-85
実在の物体は動くと同時に確実に縮む。奇妙な例だけど、全長四メートルの車が、奥行き三・九メートルの車庫に入ろうとしているとしよう。アインシュタインの理論は、車が光速の二十二%以上の速さで走っていれば、辛うじて車庫に収まると予測
時間と空間は一体で分離不可能なものとすると、「移動」にエネルギーを使いすぎた車体は、「空間」維持にエネルギーを配分しないので「縮む」のだとか。
量子論の「すべてのモノは、粒子であり、波である」のと同じくらいヘンテコ。しかし、量子論同様、この件も、キッチリ実験で確認されているようです💦
あと、ポイントは、光速に近い速さで動いている、すなわち、空間移動にエネルギーを割いていること。大して早くなければ、そう簡単には、車体と縮んでくれないとか。
時空の有り様がこんな風なら、数学がないと何もできなさそう💦
P-97
数学という言語が、物理学の法則の系統的記述にこれほど適しているのは奇跡と呼ぶほかなく、人間には理解不可能な、身に過ぎた贈り物だ
実体験から出た真摯な言葉なのだとは思います。しかし、物理学者の方は、スキを見せると、すぐ数学を褒めがちです💦
重力が神秘のベールを剥がれる?!
P-297
ニュートンは、次のように言うだろう。「地球は重力によって太陽の方に引かれ、その力のおかげで、宇宙空間へと飛び去ることなく大きな円を描いて動くのだ」(中略)太陽の重力を止めたら、地球は真っ直ぐにうち空間へと飛び去る
P-298
アインシュタインの説明は全く違い、次のようになる。「太陽は質量の大きな物質で、周りの時空を歪める。地球は時空を自由に動いているが、時空の歪みのために円を描くのだ」
アインシュタインは宇宙を、ゴム膜シートのようなものに例えていたと聞いたことがあります。だから、質量が大きいと、その部分は大きく凹んで、周りのものが、その凹みに落ちていくように引っ張られる。質量が小さいと、そんなことにはならないと。
このニュートンとアインシュタインの言葉の相違は、アインシュタインがちょっと重力について深掘りしただけ、単なる言い換えのような気もします。しかし
P-300
重力は純粋に幾何学的な性質と引き換えに捨て去られたのだ
ニュートンによれば、重力は「万有引力」などという表現もある通り、神秘的な感じさえする「力」でした。しかし、アインシュタインによれば、単なる宇宙の表面のデコボコを、仮に「重力」と言い換えただけ、と言い切ったような効果があるらしいです。
「神秘的な力」→「表面のデコボコ」ということ?!
それはそれで、面白いですが。
最後に
面白かった!著者のブライアン・コックスさんは他にもたくさん著書あるとか。こういう方には、たくさん書いて頂きたいものです。
また、次回。
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