一般相対性理論と特殊相対性理論の重要な違いは、一般相対性理論が時空連続体を扱うのに対し、特殊相対性理論は慣性系のみを扱う点である。

アインシュタインは1905年に特殊相対性理論を提唱した。その後、1916年に一般相対性理論を提唱した。この2つの理論は、現代物理学の基礎となった。相対性理論では、物質の速度が光速に達したときの振る舞いを記述しています。さらに、相対性理論の基本原理は、自然空間の限界速度が光速と同じであることである

カタログ

1.概要と主な違い 2.一般相対性理論とは 3.特殊相対性理論とは 4.並置比較-一般相対性理論と特殊相対性理論を表形式で 5.まとめ

一般相対性理論は何ですか？

一般相対性理論では、重力を扱います。特殊相対性理論とニュートンの万有引力の法則を組み合わせた一般相対性理論では、重力は時空連続体の曲率として記述される。

一般相対性理論や特殊相対性理論では、時間は絶対的な量ではない。このような系では、時間の拡張と長さの収縮が観測される。時間の拡張と長さの収縮は、物体が光速に匹敵する速度で移動しているときのみ有効である。さらに、一般相対性理論は、特殊相対性理論をより高次に、より一般化したものである。

特殊相対性理論は何ですか？

特殊相対性理論、正確には特殊相対性理論は、1905年にアルバート・アインシュタインが提唱したものである。当時、力学といえばニュートン力学が常識であった。特殊相対性理論は、古典力学では説明のつかない多くの観測結果を説明する。さらに、特殊相対性理論を正しく理解するためには、まず慣性フレームの概念を理解する必要がある。

慣性系とは、あらかじめ決められた慣性系に対して加速しない基準系のことである。ここで重要なのは、すべての慣性系は他の慣性系に対して直線運動しか示さないということであり、どの慣性系も特別なものではないということである。さらに、特殊相対性理論では慣性系のみを論じている。

図01：6次元複素時空における特殊相対性理論

特殊相対性理論を数行で理解することはできないが、長さの収縮と時間の拡張を記述するのに有効な概念がある。特殊相対性理論は、慣性系を移動する物体の相対速度が光速より大きくなることはありえないという考えに基づいている。

一般相対性理論と特殊相対性理論の違い

一般相対性理論とは、アルバート・アインシュタインが提唱した重力の理論である。特殊相対性理論は、空間と時間の関係についての物理理論として受け入れられ、実験的に確認されている。一般相対性理論と特殊相対性理論の重要な違いは、一般相対性理論が時空連続体を扱うのに対し、特殊相対性理論は慣性系のみを扱う点である。

さらに、一般相対性理論では時空の湾曲などの現象が論じられるが、特殊相対性理論では論じられない。さらに、一般相対性理論は、特殊相対性理論をより高次に、より一般化したものである。

概要 - 一般相対性理論 vs. 特殊相対性理論

つまり、一般相対性理論は、特殊相対性理論をより高度に、より一般化したものなのである。一般相対性理論と特殊相対性理論の重要な違いは、一般相対性理論が時空連続体を扱うのに対し、特殊相対性理論は慣性系のみを扱う点である。

引用

1 「一般相対性理論」、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2019年5月26日、こちらから入手できます。