相対性理論を分かりやすく解説してみる【知識0の私が3時間勉強した結果】
今回は相対性理論の解説を行っていきます
ちなみに私は本当に相対性理論の何たるかの知識はありません!相対性理論って言葉が難しい!って調べる前にちり紙に丸めて投げ捨てるような私です
ただ投げ捨てた後に拾い上げて調べてみると、、
これめちゃくちゃ面白い!
ぜひ案内したいと思い記事にしてみました
なぜ今相対性理論?って思う方のためにご案内
以前私は地球の謎という記事を上げました
その記事を見た私の大事なフォロワーさんから
なやみんさん、
— いたずら@ブログ3記事目 (@rascal6713) March 31, 2019
おお!! 楽しみにしてますーー✨
勝手に追加希望を言うと、相対性理論や素粒子論希望です😁笑w
という希望があったので調べてみたという背景がありますw
もちろん理論のほんと端っこだけ触れた程度の知識ですが、是非解説させてください!
アルベルト・アインシュタイン(1879-1955)
まず相対性理論の説明をする際に欠かせない人物、アインシュタインのはなし
私が知っているのはめちゃくちゃIQが高い人ぐらいの知識しかありませんでした(すみません、、)
今では頭をゴリゴリ削るぐらいの土下座で謝罪したい
なぜなら今のGPSなど彼の研究無くしては考えられないし、彼の研究結果を応用していくとタイムトラベルも可能!らしい
う~ん、本当に漫画や映画の世界みたいだ、、
もちろんこれから話す相対性理論はアインシュタインが発表しています
相対性理論とはなんぞや?
まずこの話をする前に光速のはなしから
光速というのは読んで字のごとく「光の速さ」ということ
光の速さは1秒で30万km先まで進みます!はえ~
アインシュタインは16歳の頃考えました
自分が光速で前に動いている状態なら鏡に映る自分の顔は反射しないんじゃないか?と
光速を後ろから光速で追うわけなので追いつかないという考えですね
そういう事を16歳で悩むところがすごいw
ですがアインシュタインはどの立場から見ても光の速度で動く事を調べました(光速不変の原理)
なので先ほどの自分が光の速度で前に動いていても、自分の顔は鏡に映るという事です
光の速度は無限ではありませんが、どんな乗り物を作っても光の速度は超える事は出来ません
相対性理論では速度があるものは重くなるからです
止まっているものよりも走っているものの方が重くなります
そして光速で走ると、重さが無限になります
無限よりも重くなることが出来ないため、光速以上にスピードが出せなくなるという事です
光速に近づくほど時間は遅く流れる
相対性理論で言うと時間は絶対ではありません
下図のような光時計があったとします
行き1秒、戻り1秒の往復2秒かかる計算ですね
その光時計を使い、宇宙船と月に一人ずついる(下図参照)
宇宙船は動いていて、月から宇宙船の光時計を見るとどう見えるでしょうか?
上図のように見る場所によって時間が変わってます
光速に近ければ近いほど時間は遅く流れます
ちなみに立ち止まっている人と飛行機に乗っている人でも、飛行機に乗っている方が時間は遅く流れています
ただ人が感じる事が出来るレベルではないです
重力の周りでは光や空間でさえも歪む
アインシュタインの相対性理論では、見えている星は本当にその場所に存在しているのかと調べた結果、違う場所で観測されました
これは太陽の重力の力で見える場所と本来のあるべき場所が異なるとの研究結果が出ています
ちなみにブラックホールは重力が途方もなく密度が濃いため、入っていった光でさえも出れなくなると言います
重さとエネルギーは比例する
これまでエネルギーは力がかかっていたり、熱を持っていたりしないとエネルギーが無いものと考えられていましたが、相対性理論を紐解いていくと止まっているものにもエネルギーは存在する事が分かりました
エネルギーを比例する事を表したのが
相対性理論で有名な式のE=mc2です
E=エネルギー、m=重さ、c=光の速度です
光の速度は一定なので、重さとエネルギーは比例すると言えます
太陽は燃焼し続けていてエネルギーを放出しているので少しづつ軽くなっていると言います
まとめ
相対性理論とは何が相対的かと言うと「長さ」や「時間」です
誰が見ても絶対的なものだと思われていたものが、感じ方や立場によって変わるという事です
好きな人と一緒に過ごしている時間と苦手な人と一緒に過ごしている時間の感じ方は違いますよね?それが相対性理論の本質です
ぜひみなさんも好きな方と長い時間を過ごしてくださいね!
おわり