『相対性理論』 第6回 一般相対性理論とは? | 奈良の鹿たち

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『相対性理論』

第6回

 < 一般相対性理論とは?>

 

 

 

一般相対性理論には2つの大きな柱があります。

等価原理 と ②一般相対性原理 です

 

①等価原理

運動加速度と重力加速度の等価性を意味します。

「重力によって感じる『重さ』と、加速によって感じる『重さ』は同じ物である」
「重力のはたらきと、加速度運動する系での慣性力を区別することはできない」

エレベーターが上昇すると床に押し付けられる:慣性力が働いた

これは重力と同じものなのです。
慣性力は、重力のように自然界にある本当の力とは違う見せかけの力ですが、重力と慣性力の
二つは同じものなのです。

② 一般相対性原理

加速度系を含むいかなる座標系においても物理学の法則は同等に働くとするというものです。

「誰に対しても自然の法則は同じように成り立つ」と言う原理です。「ここで言う「誰に対しても…成り立つ」と言うのは、「動いている人だろうが、止まっている人だろうが、加速している人だろうが、減速している人だろうが、何をしている人だろうが」誰がいついかなる状況で自然の法則を試したところで、全く同じ結果が出る、という意味です。

特殊相対論は、「慣性系」を扱うので「特殊」といったのであり、一般相対論は、「加速系」も含めたすべての座標系、あらゆる観測者において同等に成立する理論として成立しているという意味において「一般」といいます。

「加速系」で加速度がゼロの場合が「慣性系」なのです。
例えば、地球上に立っている人が、9.8mの高さからボールを落とした場合、ボールは1秒後に地面に落ちます。そして、地球上を高速で移動している人が、9.8mの高さからボールを落とした場合も、ボールは1秒後に地面に落ちます。

これは、その人が加速していようが減速していようが、(一般的な地球上の環境である限り)自然の法則は変わらない、と言うことです。

 

この2つの柱を打ち立てたことで、加速や重力にまで関わる事が出来なかった「相対性理論」は、 晴れて「一般相対性理論」として、加速や重力にまで関わって、今までよりも更に広い視野を持てるようになったのです。 

 

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次回は 第7回「一般相対性理論における重力とは?」

 

 

(担当P)

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