相対性理論と特殊相対性理論

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。相対性理論の基本原理は、「自然空間の限界速度は光速と同じである」というものだ。これらの理論は、原子核物理学、天文学、宇宙論など多くの分野で応用されているため、正しい理解が必要である。今回は、相対性理論と特殊相対性理論とは何か、その基本原理、類似点、最後に相違点について説明する。

特殊相対性理論とは？

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、古典力学では説明できない多くの観測結果を説明する。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をいう。慣性系とは、太陽または地球を指す。ここで重要なことは、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る。慣性系はどれも特別なものではありません。特殊相対性理論では、慣性系しか論じていない。特殊相対性理論を数行で理解することは、少しもできないとしても、長さの収縮と時間の拡張を説明するのに役立つ概念がある。特殊相対性理論は、慣性系を移動する物体は光速以上の相対速度を持ち得ないという考えに基づいている。

相対性理論とは何か？

相対性理論は、一般相対性理論と特殊相対性理論を組み合わせたものである。一般相対性理論は、基本的に重力に関するものです。一般相対性理論は、特殊相対性理論とニュートンの重力法則を組み合わせたもので、重力を時空連続体の曲率として記述している。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。