東京大学の先生伝授
文系のためのめっちゃやさしい
「時間や空間の長さは，誰にとっても変わらない」。このような考えは，長い間“常識“として信じられてきました。ところが，20世紀初頭，この一見あたり前とも思われる“常識“を，ことごとくくつがえす理論が提唱されたのです。それがアインシュタインの「相対性理論」です！ 相対性理論によれば，「時間や空間は絶対的なものではなく，伸び縮みするものだ」といいます。なんと，高速で移動するロケットの中では空間が縮み，時間の進み方が遅れるのです。さらにアインシュタインは，時間と空間のゆがみが物体どうしが引き合う重力の正体であることも突き止めました。今ではこの奇想天外な理論が，広大な宇宙の成り立ちにせまる上で欠かせない，物理学の土台となっています。 本書では，相対性理論とは何か，そして相対性理論が現代物理学にどのような新境地を開いたのかについて，生徒と先生の対話を通してやさしく解説します。本書を読み，相対性理論の面白さにふれてみてください。
STEP1. 相対性理論って何? 相対性理論は，世紀の大理論！ 相対性理論によると，タイムトラベルが可能! 高速で移動すると，時間の進みが遅くなる！─特殊相対性理論特殊相対性理論から生まれたE=mc^2 空間がゆがんで重力が生まれる─一般相対性理論GPSに原子力発電……現代社会に相対性理論が欠かせない
STEP1. 光の正体の探求 光を高速で追いかけたら? アインシュタインの疑問光の速さは，秒速約30万キロメートル光速の測定に挑んだガリレオ19世紀，実験で光の速さが正確にわかった光の正体は，電気と磁気がつくる波だった！ 偉人伝① 電磁気学を確立した，ジェームズ・マクスウェル
STEP2：光の速度は，だれから見ても変わらない！ 物の速度は，見る人による相対的なものだった進んでいる船の上でもボールは真下に落ちてくる宇宙に静止した場所なんてない光の速さは，だれから見ても同じだった！ 光速は，自然界の最高速度だった
STEP1. 高速で移動すると，時間と空間がゆがむ アインシュタインが否定したニュートンの絶対空間高速で動く人は，時間が遅れる止まっている人も，時間が遅れる常識的な速度の足し算は正しくなかった高速で動くと，空間が縮む空間の縮みを利用して，宇宙の彼方へ空間の縮みを体験する粒子動く人の同時と，止まっている人の同時はちがう
STEP2. 質量とエネルギーの不思議な関係 高速で移動するほど，物体は重くなる質量は，物の動きにくさをあらわしている質量とエネルギーは同じものだった質量とエネルギーを結びつける「E=mc^2」 偉人伝② 物理学を一変させた，アルバート・アインシュタイン
STEP1. 時空のゆがみが重力を生む 相対性理論の次なる目標は，重力の解明エレベーターの中で感じる力は，重力と同じもの光は重力によって曲がる空間は曲がっていた！ 重力は空間のゆがみが引きおこす力日食の観察で裏付けられた一般相対性理論空間のゆがみが生みだす「重力レンズ」 重力の強い場所では，時間が遅くなる東京スカイツリーの先端は，時間が速い巨大な重力のかたまりブラックホールブラックホールの表面では，時間が止まる
STEP2. 相対性理論で時間を旅する 宇宙船の兄と地球の弟，どっちが先に年をとる？ 高速の宇宙船の中は時間がゆっくり流れる地球の時間もゆっくりになる？ 兄の加速・減速・折り返しで，時間の差が生まれるブラックホールを使えば，未来へのタイムトラベルができる
STEP1. 現代社会で活躍する相対性理論 太陽がなぜ輝くのか，相対性理論で明らかに人類はE=mc^2を利用する手段を進化させてきた体重の99%は，エネルギー由来エネルギーから新たな素粒子をつくりだせ！ 白金原子は，相対性理論の効果で小さくなっているGPSの進化に，相対性理論が不可欠だった
STEP2. 相対性理論で宇宙を解き明かす 観測成功！ 時空のさざ波，重力波ついに見えた! ブラックホール宇宙では，空間が膨張していた宇宙を膨張させる謎のエネルギー一般相対性理論が歯が立たない難問相対性理論と量子論の統合が物理学者の夢
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