大橋院長の為になるブログ

2024.01.26更新

一般相対性理論と特殊相対性理論には、どのような違いがあるのでしょうか。その違いは、名前から読み取れます。

特殊相対性理論は、名前に「特殊」とあるように、特殊な状況下での相対性理論です。

この特殊な状況下とは「重力の影響がない」ことを表しており、重力の影響がない状況下を前提として考えられている理論が相対性理論と言えます。しかし、地球上で考える場合には、重力の影響を考えなければいけません。

そこで考えられた理論が、一般相対性理論です。一般性相対性理論は、重力の影響を考えた相対性理論ですので、特殊相対性理論と一般相対性理論について、以下でそれぞれ説明します。

特殊相対性理論とは
特殊相対性理論は、1905年にアインシュタインによって発表されました。前述した通り、特殊相対性理論とは重力の影響を考えない状況下で、「静止している観測者から見ると、光速で移動している物体の時間は止まっている」とする光速不変の原理を提唱している理論です。

例えば、光の速度は秒速約30万kmで、進んでいる光を秒速10万kmで移動している乗り物で追いかけるとします。このとき、乗り物に乗っている人から見た光の速度は、30万-10万で秒速20kmではなく、静止している人が見た光と同じ速さである秒速30万kmになります。

これが、特殊相対性理論が提唱する光速不変の原理です。

一般相対性理論とは
一般相対性理論は、特殊相対性理論を発展させ、1915年にアインシュタインによって発表された理論です。特殊相対性理論は、重力の影響を考えていない理論であったため、重力の影響を考えた理論として一般相対性理論が研究されました。

一般相対性理論は「等価原理」を土台として考えられています。電車の動きはじめや停止する際に、バランスを崩してよろけてしまう経験したことがある人も多いと思いますが、このときに働く力である慣性力と重力は同じと仮定しているものが、等価原理です。

等価原理が土台になっている一般相対性理論では、重力は空間と時間を歪めることが考えられています。

 

投稿者: 大橋医院

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