光と相対性理論の概要(その時アインシュタインは26歳)

同じ時間の中でも静止している人と比べて時間のタイムラグがある。(幽遊白◯より)


動いている物体の内部にいる人は、その人自身は静止しているように見えて、その人自身は移動している。

動いている人と動いていない人とでは、同じ時間の中で運動している分、静止している人よりも相対的に長い時間を過ごしている。

例えば、ボールを鉛直方向に投げれば、垂直に落ちてくるのが普通だが、移動している物体の中では、垂直に落ちているように見えるボールも移動しているので、普通に投げた時よりも動いている距離は長い。その分、静止している状態でボールを投げるよりも、時間が遅くなっているとも言える。

動いている物体の速度が光速に近くなる程、運動している物体による時間のズレが大きくなる。映画の猿の惑星はまさにその現象をもとにして、猿が人間を駆逐して独自社会を地球上で築いてしまうというストーリーを描いている。

そして、このような時間の相対性は空間においても当てはまるのだとアインシュタインは述べた。このような時間・空間が相対的であるという考え方を特殊相対性理論と呼んでいる。

(特殊相対性理論の公式)
時間:t=t0√1-(v/c)^2
長さ:l=l0√1-(v/c)^2

(一般相対性理論:1919年)
また、アインシュタインは「重力と加速度は区別することが出来ない」とする質量とエネルギー等価の原理を主張した。光は重力によって曲がる。(加速している物体の中では光が曲がる。)従って重力は空間をゆがめることが出来る。このことをアインシュタインは太陽の陰に隠れて見えないはずの惑星が見えることから証明した。(皆既日食の際、太陽の重力場で光が曲がる)

一般相対性理論の公式
E=mc^2
(E:エネルギー[J] m:物質の質量 c:光速)
鉄腕アトムでよく取り上げられてた法則なのだとか(写真はwikipediaより参照)



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