相対性理論とは?

Weblio 辞書 > 同じ種類の言葉 > 自然科学 > 物理学 > インパルス > 相対性理論の意味・解説 

相対性理論

読み方:そうたいせいりろん

相対性理論とは

相対性理論とは、アルバート・アインシュタイン発表した物理学理論で、どこかに絶対的原点を置く座標系ではなく観測者の立場によって互い時空間が「相対」して変わるものとしてとらえるものである一言わかりやすく言うと光の速さ一定であるとし、時空間は歪むものととらえる理論である。重力時空時間空間)のゆがみで表され、より大きい質量による大きなゆがみに他の物体引き寄せられるとして重力説明する。相対性理論は「特殊相対性理論」とそれを改良した「一般相対性理論からなる特殊相対性理論1905年発表一般相対性理論は1915~16年発表された。特殊相対性理論内では式E=mc2エネルギー質量×光の速さ二乗)があり、簡単に言うとエネルギー質量変換可能であることを示す。相対性理論によってさまざまな物理現象説明予測できる。

アイザック・ニュートンによる万有引力理論をより深く広範囲適用できる優れた理論として、相対性理論は現代物理学根幹を成すものとなっている。万有引力重力を「引く力」と説明するが、天体観測すると計算上合わない例外があった。相対性理論はこれを説明でき、理論正確性天体観測高速ロケット用い実験により証明されている。GPSにもこの理論が使われており、相対性理論を使わなければ実際に誤差が生じる。英語では、相対性理論は「theory of relativity」。特殊相対性理論は「special theory of relativity」、一般相対性は「general theory of relativity」である。しばしば冠詞「the」をつけ「the theory of relativity」、また「アインシュタイン発表した相対性理論」という意味で「Einstein's theory of relativityと書く。

特殊相対性理論とは

特殊相対性理論慣性運動する観測者がどのように観測し、また他の観測者に観測されるのかについて述べた理論である。そこでは「光速度不変の原理」を土台理論が展開される。これは、真空中では光源どんなに動こうと光の速さ変わらないことを前提考えということである。例えば、電車に乗っている人が電車の床にボールを落とせばI字型に手元跳ね返ってくる。同時に静止した状態で電車を外から見ている人にはボールV字形移動しているように見え、より移動距離が長く見える。これをボールではなく光で考えると、光の速度一定変わらないので、電車の中の人から見える光の移動かかった時間と、電車の外の人から見たより長い距離の光の移動かかった時間異なることになる。光の速さ変わらない代わりに時間進み方観測者によって変わる。

双子のパラドックス(または時計パラドックス)はこのような時間流れ違い問題にした思考実験である。静止している人Aのもとを高速離れて戻ってきた人Bは、静止していたAより時間経過が遅くなっていることが特殊相対性理論から予測される。一方理論から、高速移動したBを基準とすればAが高速離れいくよう見えるため、Aのほうが時間経過が遅いように見えるはずだ、というものである。このような二者同時性考えるとき時空図を用いそれぞれの座標落とし込み理解することができる。また、空間物体別に存在するものでなく、時間合わせて4次元時空考える。物体高速で動くほどその質量大きくなり、運動方向に対して収縮する。

一般相対性理論とは

一般相対性理論では、重力時空間曲がり説明し、より広範状況における物理法則が扱われる。その実際の観測例となるのが「重力レンズ」である。これはブラックホールなど大きな質量によって曲がる空間により、ブラックホールより後方天体あたかもレンズのように曲がる光となって観測者に届く現象である。1919年エディントン皆既日食利用太陽重力によりわずかに曲がる光を観測したと発表し、相対性理論が注目を浴びることとなった。

この理論では等価原理が重要な要素である。これは重力質量慣性質量等価であるとする考えである。例え自由落下するエレベーター空間内部無重力状態と、無重力空間にあるエレベーター内空間は内部人間からはどちらも同じと捉えられるというものである。または、無重力空間急上昇するエレベーター内で慣性の力を受けることと、地上重力感じている状態を同等考える。これにより特殊相対性理論の「特殊」な状況限定した事象からより一般的な事象扱えるようになった

一般相対性理論物体時間空間個別に扱わず互いに関連不変ではないものとした。巨大重力をもつ天体であるブラックホール解明にも大きく寄与する中心となる方程式アインシュタイン方程式で、重力場力学記述する。この理論によって予言された重力波大きな質量によってゆがむ時空光速伝播する宇宙物理現象)は、2016年重力波望遠鏡観測されたと発表された。

相対性理論と量子力学の概念の違い

量子力学電子光子などごく微小世界から発展した現代物理学分野である。素粒子存在位置確率求める。その始まりプランクの「エネルギー量子仮説」である。非常に小さな値であるプランク定数用い、ある振動数の光が持つエネルギー不連続な量をとることを示す。従来自然科学では自然現象の値は連続するものと考えられていたため、プランク仮説は非常に画期的であった。

ニールス・ボーア原子内の電子軌道半径不連続な値をとる)について「量子条件」を提唱原子放つ光の振動数を「振動数条件」で説明し量子力学貢献した。量子力学は「観測」が結果与え影響大きく観測者と観測対象一元的捉えなければならない性質がある。コペンハーゲン解釈では、素粒子観測されていないとき「波」であり、観測によって波が収縮確率的に一点に「粒子」として存在する性質だと考える。また、位置運動量同時に特定できないこのような素粒子性質実際観測するために「ダブルスリット透過実験」がある。この結果干渉確認され電子の波の性質確認された。

シュレーディンガー波動関数物質波の状態を示す)を含めたシュレディンガー方程式発表し、波動力学発展した。量子力学発展途上であるがすでにコンピューター電子機器には量子力学が使われており、量子コンピューター開発されている。量子論以前物理学は相対性理論も含め古典物理学分類される。アインシュタイン光量子仮説提唱量子論貢献したが、決定論的物理学固執生涯量子論賛同しなかった。ミクロの世界から発展した量子力学マクロ世界重力を扱う相対性理論は相性が悪く、双方理論統合今後物理学課題となっている。

そうたいせい‐りろん〔サウタイセイ‐〕【相対性理論】


そうたいせい‐りろん サウタイ‥ 【相対性理論】

〔名〕 物理学者アインシュタインによって提唱された物理学基礎理論一九〇五年に発表された特殊相対性理論と、一五年に発表された一般相対性理論からなる特殊相対性理論は、光速度座標系速度によらず常に一定値をとる事実をもとに、互いに等速直線運動をしている観測者(慣性系)に対し、すべての物理法則が同じ形で成立するよう定式化したもの一般相対性理論は、加速度をもつ観測同士にも相対性原理成立するよう一般化したもので、重力の場を含むあらゆる座標系に対して成り立つことから万有引力現象説明する。この理論によると、運動の絶対基準であった時間空間は、観測に対してだけ意味をもつ相対的なものとなり、従来概念根本的変更した四次元新し時間空間構造をもたらした。相対性原理相対論


相対性理論

時間・空間・エネルギーの本質と関係を示したもの

アルバート・アインシュタインがつくり上げた相対性理論は、ニュートン古典的力学範囲足踏みしていた宇宙研究を、飛躍的前進させました。想像するだけの未知なる世界だった宇宙を、まさに手の届くところまで近づけたのです。相対性理論は、時間空間エネルギー本質と関係を示したもので、以後、現在にいたるまでのさまざまな宇宙理論みちびき出すことになりました。「特殊相対性理論」と「一般相対性理論」があり、かんたんにいうと、特殊相対性理論限られた条件運動に、一般相対性理論すべての運動適用されるのものです。一般相対性理論は、重力影響による空間時間のゆがみなど、衝撃的内容と、それらが執に観測実証されるなど、「予言」の劇的証明あいまって称賛され、20世紀最大発見といわれています。


相対性理論

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/09/19 00:51 UTC 版)

相対性理論そうたいせいりろん: Relativitätstheorie: theory of relativity)または相対論[1]特殊相対性理論一般相対性理論の総称である。物理史的には、古典論に分類される物理の分野としては、最後の「大物」であった。量子力学と並び、いわゆる現代物理・古典物理の基本的な理論である。


注釈

  1. ^ 「相対死に」は心中の意味。

出典

  1. ^ 相対性理論とはコトバンク
  2. ^ a b ハイルブロン(2000) p.30
  3. ^ ヘルマン(1977) p.54
  4. ^ Planck, Max (1906), “Die Kaufmannschen Messungen der Ablenkbarkeit der β-Strahlen in ihrer Bedeutung für die Dynamik der Elektronen”, Physikalische Zeitschrift 7: 753–761 
  5. ^ 【半導体】カーナビはアインシュタインのおかげ!!”. 2021年6月17日閲覧。
  6. ^ GPSと物理”. 2021年6月17日閲覧。
  7. ^ 身近に潜む相対論”. 2021年6月17日閲覧。


「相対性理論」の続きの解説一覧

相対性理論

出典:『Wiktionary』 (2018/07/06 08:45 UTC 版)

名詞

相対 理論そうたいせいりろん

  1. 互いに運動する物体座標系の間では、物理学法則不変な形を保つという原理にもとづく理論

翻訳




相対性理論と同じ種類の言葉


英和和英テキスト翻訳>> Weblio翻訳
英語⇒日本語日本語⇒英語
  

辞書ショートカット

すべての辞書の索引

「相対性理論」の関連用語

相対性理論のお隣キーワード
検索ランキング

   

英語⇒日本語
日本語⇒英語
   



相対性理論のページの著作権
Weblio 辞書情報提供元は参加元一覧にて確認できます。

  
新語時事用語辞典新語時事用語辞典
Copyright © 2021 新語時事用語辞典 All Rights Reserved.
デジタル大辞泉デジタル大辞泉
(C)Shogakukan Inc.
株式会社 小学館
精選版 日本国語大辞典精選版 日本国語大辞典
(C)Shogakukan Inc.
株式会社 小学館
JAXAJAXA
Copyright 2021 Japan Aerospace Exploration Agency
ウィキペディアウィキペディア
All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License.
この記事は、ウィキペディアの相対性理論 (改訂履歴)の記事を複製、再配布したものにあたり、GNU Free Documentation Licenseというライセンスの下で提供されています。 Weblio辞書に掲載されているウィキペディアの記事も、全てGNU Free Documentation Licenseの元に提供されております。
Text is available under Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC-BY-SA) and/or GNU Free Documentation License (GFDL).
Weblioに掲載されている「Wiktionary日本語版(日本語カテゴリ)」の記事は、Wiktionaryの相対性理論 (改訂履歴)の記事を複製、再配布したものにあたり、Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC-BY-SA)もしくはGNU Free Documentation Licenseというライセンスの下で提供されています。

©2021 GRAS Group, Inc.RSS