絵と図でよくわかる相対性理論

2024.05.13

カテゴリ：雑学

14歳からのニュートン超絵解本絵と図でよくわかる相対性理論 [ ニュートン編集部 ]

1.「相対性理論」とは，どんな理論だろう
発端は，アインシュタインが16歳のときの疑問
特殊相対性理論は，時間と空間についての理論
時間と空間は，切りはなせない関係
一般相対性理論は，重力についての理論
重力の正体は時空のゆがみ
相対性理論がなければGPSは成立しない
コーヒーブレーク　アインシュタインって，どんな人？

2.光に関する大発見
速度は，見る人の立場によって変わる
光の速度は，どんなに勢いをつけても変わらない
どんなに高速の乗り物でも，内部の物の動きは同じ
コーヒーブレーク　「相対性原理」はガリレオが見いだした
「完全に静止した場所」は，どこにも存在しない！
光を「光の速度」で追いかけると？
光の正体は，電気と磁気がつくる波
光の速さは，だれから見ても同じ
物質の中を進むとき，光の速度は遅くなる
コーヒーブレーク　光は真空で伝わるが，音は伝わらない
光の速度をこえることはできるか
光速で進むものは光だけではない
コーヒーブレーク　ニュートン力学をくつがえしたアインシュタイン

3.時間と空間はのびちぢみする
なぜ，「のびちぢみする」といえるのか？
光速に近づくほど，のびちぢみが大きくなる
のびちぢみしてみえるのは，相手の姿
コーヒーブレーク　新幹線に乗った人の時計は，どれだけ遅れる？
ほぼ光速になると，時間がほぼ止まる
時間と空間を一つの図であらわす
時間と空間の大きなちがいは？
特殊相対性理論は「同時」の常識もくつがえす
何が「同時」かは，見る立場で変わる
遠くのできごとは未来のできごと？
光速に近い宇宙船から地球を見ると……
コーヒーブレーク　相対性理論にもとづいた速度の計算方法

4.重力の正体は時空のゆがみ
「万有引力の法則」は，万能ではなかった
エレベーターの中で感じる力は，重力と同じもの
重力は消すことができる！
光は重力によって曲がる
天体の質量が空間を曲げている
コーヒーブレーク　「まっすぐ」とは？　「曲がっている」とは？
曲がった面上の「直線」とは？
「空間の曲がり」が重力を引きおこす
日食の観測が，一般相対性理論を裏づけた！
空間のゆがみが生みだす「重力レンズ」
重力が強いほど，時間の進み方が遅くなる
コーヒーブレーク　一般相対性理論をスカイツリーで実証
ブラックホールの表面では時間が止まる
ブラックホールに落ちる宇宙船内の時間
コーヒーブレーク　タイムトラベルは可能か？

5.相対性理論から生まれた現代物理学
エネルギーと質量は同じもの
太陽はだんだん軽くなることで輝く
宇宙船は速く飛ぶほど重くなる
重いか軽いかは，立場によって変わる
太陽の“100億倍”の明るさの光をつくりだす
特殊相対性理論は電子のふるまいにもかかわる
巨大な加速器で新たな素粒子を生みだす
一般相対性理論が予言したブラックホール
コーヒーブレーク　天の川の中心にある巨大ブラックホール
時空のゆがみが波のように伝わる「重力波」
一般相対性理論から生まれた「宇宙論」
宇宙の未来をえがく「アインシュタイン方程式」
アインシュタインがいどんだ「力の統一」
相対性理論と量子論の統合という夢

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Last updated 2024.05.13 00:00:28
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