一般相対性理 論
いっぱんそうたいせいりろん、General relativity一般相対性理論は、従来の重力の理論(ニュートンの重力理論)を特殊相対性理論に合うように作り変えたものです。一般相対性理論は、物質が存在すると時空(時間と空間を一体に取り扱うもの)が曲がること、そして時空の曲がりに沿って物質が動く現象こそが、重力による運動であることを明らかにしました。▩ニュートンの重力理論(万有引力の法則)重力は時間ゼロで伝わる(つまり無限大の速さで伝わる)とされた▩特殊相対性理論どんな運動も光速を超えることはない◌物質があると時空が曲がる?►薄いゴム膜(=時空)の上にボールを置くとゴム膜は曲がる►2つのボールを離して置くとボールはゴム膜の曲がりに沿って移動して互いに近づいていく※時空の曲がり具合を表すのが曲率です。🕒️重力が強いと時間の進み方が遅くなる?一般相対性理論によると、重力が強い場所では時間の進み方が遅くなります。地球の重力は地球の中心から遠くなるほど弱くなるので、地表に置かれた時計よりも上空にある時計のほうが、時間の進み方がわずかに早くなります。▦GPSは相対性理論に基づいて時間を補正している?GPS(全地球測位システム)は、上空約2万kmを秒速約4kmで周回する複数のGPS衛生から電波を受信して、自分の現在位置を把握するシステムです。GPS衛生に積んでいる原子時計(非常に正確な時計)には、相対性理論に基づく時間の補正が施されています。►GPS衛生は秒速約4kmという猛スピードで飛行する➡️地上の時計より7マイクロ秒/日(1日当たり100万分の7秒)ゆっくり進む(特殊相対性理論)►GPS衛生は上空約2万kmにいる(重力が弱い)➡️地上の時計より45マイクロ秒/日早く進む(一般相対性理論)上記の2つの影響が合わさることでGPS衛生の原子時計は地上の時計よりも38マイクロ秒/日早く進むのでそれを補正している宇宙用語図鑑(マガジンハウス)