相対性理論って何？

特殊相対性理論

相対性理論って聞くとなんだか難しそうな堅苦しそうな嫌なイメージがありますよね、でもその中で１つでも興味があることを見つけると、そこから相対性理論の世界に引きずり込まれる事でしょう、管理人も「タイムマシンって作れるのかな？」という人から見ればばかばかしい疑問から、調べていくうちに相対性理論に興味をもちました。、まだまだ勉強途中ですがかなり面白いです、ほんのさわりですが、アルバート・アインシュタインが打ち立てた理論、特殊相対性理論のご案内をさせていただきます。

特殊相対性理論って何？

特殊相対性理論は｢特殊｣ってついてますよね、そこが曲者です、観測者が等速直線運動している時のみの限定つきなのです、ですがこの特殊があってこそ、一般相対性理論だけでは考えることのできなかった部分が解明したのです、
恐るべしアインシュタイン・・・
光の速さってどのくらいか知っていますか？秒速３０万ＫＭです、想像できないほどの速度ですよね、相対性理論の根底には光が深く関係しています。ただ私たちが考える速度に対する概念とは違います、例えば時速６０キロで走っている車Ａがあったとします、同じくあなたが同じ速度の６０キロで平行して車Ｂで走ったとしたら車Ａはどう見えますか？止まって見えるはずです、光は同じ速度の秒速３０万キロで私たちが走ったとしても、光は止まって見えません、光は常にその時点から秒速３０万キロに見えるのです。
不思議ですよね、そこでその不思議なことから、物理現象を考えてみることにします。

極端な例ですが

動いているものは長さが進行方向に対して縮んで見える
速度が上がると速度が上がるほど質量が増える
光は重力によって曲がる
動いているものは、止まっているものより時間の進み方が遅くなる

実際は私たちの生活で体感する速度では、肉眼でみて分からないほどのレベルです、むしろほとんど変わりません、しかし光の速度で考えるとその目に見える変化は著しいはずです。
光の速さの９０％のスピードで飛ぶことのできるスペースシャトルができたとします、それに乗ってシャトル内の時間で１２ヶ月間過ごし、地球に帰ってきた時、地球では２８ヶ月たっているのです、つまり時間と空間は関係しており繋がっている事が分かります、それを｢時空｣と呼びます。

一般相対性理論で考える

地球上でボール（物体）があったとします、もちろん質量がありますから重力が働きます、その場合時空が曲がっちゃいます、なぜなら一般相対性理論では時空と物質はお互い働きかけるものであり、物質が時空にあたえる影響は大きいのです、時空、物質を絡めて考える、そしてその影響を明らかにしたのが一般相対性理論です。

ちなみに重力が大きければ大きいほど時空の曲がりが大きくなりますから、その時空間内の光も曲がっちゃいます、重力がスペシャル大きくなっちゃって、光すら脱出不能になってしまう所、そこが皆さんご存知のブラックホールです。
あなたがブラックホールに落ちちゃったとします（宇宙空間だから行かないとか、ありえないとは考えないで下さい）すごいスピードでホールの中心に引き込まれています、しかしブラックホール圏外からあなたを見ている人は、いつまでたってもあなたは引き込まれず、止まって見えます、変ですよね！でもそれが現実、重力が強ければ強いほど時間の進み方が遅くなりますから、あなた自身はとんでもない事になっているのですが、圏外の人とは時間の進み方が違うので、周りから見ればあなたは止まって見えます、つまりあなたから見れば自分以外は超スピードで時間が進んでいることになります、でも本当はあなたが超ミラクルのろのろ時間の中にいるわけです。

上記は極端な説明でしたが、なんとなくお解りいただけたでしょうか？

実際は光の速さ（秒速３０万キロ）に近づけば近づくほど時間の遅れは大きくなっていきますが、私たちが出せるスピードはたかが知れてますよね、

ですから私たちは時間の遅れに気づかないわけです、ちなみに時間の遅れを導きだす計算式を載せてみました

次回双子のパラドックスについて・・・・つづく・・・・