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時間と空間は,長くなったり短くなったりする―。こんな話を,あなたは信じられるでしょうか? 普通であれば,1秒や1メートルの長さは絶対的なもので,変わるはずはないと思うでしょう。19世紀までの科学者たちもそのように考えていました。しかし,そのような常識は「相対性理論」によって根底からくつがえされてしまいました。相対性理論は,20世紀初頭に天才物理学者,アルバート・アインシュタインがつくりあげた,時空( 時間と空間)に関する革命的な理論です。
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第3章 時間と空間は伸び縮みする! ~特殊相対性理論~ |
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 時間の遅れはおたがいさま 常識的な速度の足し算はまちがっている? 高速で動くと空間が縮む 空間の縮みを利用すれば、宇宙の彼方へいける 粒子は空間の縮みを体験する 動く人と止まっている人の「同時」はちがう 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す 質量とエネルギーは同じもの? 「E=mc^2」は質量とエネルギーを結びつける |
第4章 時空のゆがみが重力の正体! ~一般相対性理論~ |
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 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、時間の流れが早い? ブラックホールは、巨大な重力のかたまり ブラックホールの表面では時間が止まる |
第5章 相対性理論でタイムトラベルはできるのか |
宇宙船の兄と地球の弟、どちらが先に年をとる? 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」が生じる 一般相対性理論で考える宇宙船と地球の時間 ブラックホールを使って、未来へタイムトラベル! |
第6章 相対性理論と現代物理学 |
相対性理論が明らかにした、太陽が輝く理由 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そう 相対性理論の効果で小さくなっている「白金原子」 GPSの進化には相対性理論が不可欠 時空のさざ波「重力波」の観測成功 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 謎のエネルギーが、宇宙を膨張させている 一般相対性理論が歯が立たない難問 物理学者の夢は、相対性理論と量子論の統一 |