アインシュタインの相対性理論をまとめ

聞いたことある”相対性理論”

「相対性理論」──名前は聞いたことがあるけど、説明しろと言われると難しい。

ワタシも興味を持って調べてみたものの、なんとなくわかったような、わからないような…。

そこで今回は、相対性理論について改めて調べ、その内容をここにまとめることにしました！

「深い理解」は得られませんが、誰かに得意げに話すくらいなら出来ますので、ぜひ活用してください！

まずはざっくりと”相対性理論”

相対性理論を一言で言うと、「時間や空間は、観測する人によって違うよね」 というもの。

驚くべきことに、これは単なる「楽しい時間はあっという間に過ぎるけど、退屈な時間は長く感じるよね」という感覚の話ではなく、実際に時間の流れが人によって異なる ということ。

たとえば、映画『猿の惑星』では、宇宙を探索して戻ってきたら、地球では数千年が経過していた──これも相対性理論による現象の一つ。理論によれば、光の速さに近い速度で移動すると、時間は遅く進む ということです。

この理論を現代で使用しているのがGPSです。相対性理論がなければ、日々、数キロ単位でGPSがずれてしまいます。

もうちょい深ぼる”相対性理論”

“相対性理論”はアルベルト・アインシュタインが1900年初頭に発見した。

そして相対性理論には”特殊相対性理論”と”一般相対性理論”の二種類あります。

そしてなぜGPSがずれるのか？

それはGPSの衛生が重力の弱い宇宙を、ものすごい速いスピードで移動しているから。

重力が弱いから時間が早く進み、速度が早いから時間が遅く進む。

もし、GPSがこのズレを補正しなかったら、カーナビの目的地は毎日10km以上ズレてしまう！

目的地を「コンビニ」に設定したのに、山の中に連れて行かれる…なんてことが起こるかもしれない。

つまり、GPSが正しく機能するのは、相対性理論のおかげ！

アルベルト・アインシュタイン：自由な発想で世界を変えた天才

1879年、ドイツで生まれたアインシュタインは、幼少期は発達が遅く、言葉を話し始めたのも4歳と遅めだった。

数学は得意だったが、ドイツの暗記重視の教育に馴染めなかった。

大学受験に失敗するも翌年合格し、卒業後はスイスの特許庁に就職（普通のサラリーマン生活）。しかし、そこでの退屈な日々が、彼に物理の研究を続ける時間を与えた。

1905年、「奇跡の年」
アインシュタインは特許庁で働きながら、一気に4本の論文を発表。その中には、「特殊相対性理論」と「E=mc²」が含まれ、これが後に世界を変える大発見となる。

1919年、日食観測で証明！
一般相対性理論（1915年発表）は、重力が光を曲げるという予測をしていたが、1919年の日食観測で実証され、一躍世界的スターに！

ノーベル賞と戦争の影響
1921年にノーベル物理学賞を受賞。しかし、受賞理由は相対性理論ではなく「光量子仮説」だった。1933年、ナチスの台頭によりアメリカへ亡命。戦争中、原爆開発に関与するが、後に核兵器廃絶を訴え続けた。

1955年、最期の言葉は謎のまま…
76歳で死去。彼が最期に呟いた言葉はドイツ語だったが、看護師が理解できず、記録に残らなかった。「天才の最後の言葉が消えた」という謎を残し、彼はこの世を去った。

最後に

アインシュタインが相対性理論を発表したのが約100年前…意外に最近の出来事ですよね。

まさにひいおじいちゃんくらいの時代です。

当時、車もまだ一般化していなくて、飛行機がやっと飛び始めた頃。

そんな時代に、『光と同じ速度で移動したら、光を見たら光は止まって見えるのか？』という疑問を持ち、研究し証明したアインシュタイン。

まさに天才とはこういうことだと感じました。

そして、次に疑問に思ったのが、

『そもそも時間なんてなく…。時間がずれたのではなく時計がずれたのでは？』（ちゃんと証明されている）

『重力や速度は空間に影響を与えているだけで、時間には影響を与えているのか？』

これも、空間と時間はセットになっていて、これを”時空”と呼ぶ。なので片方だけに影響を与えるのは不可能とされている。

というより空間と時間を別にできたら、タイムスリップができてしまう。そこはまだ現代でも解明できていない。

あとはブラックホールの話も大変興味深かい！『重力は時間をズラす』

たとえばブラックホールの近くで、動画を撮影し、その映像を地球で見ると”超スローモーション”になる。

だがその場で見ると普通の映像になる。これもちゃんと証明されています。本当にすごいですよね！

今回、初めて物理学をこんなに学びましたが、たまには勉強も楽しいなと感じる良い時間になりました。