相対性理論について。NO.6

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重力による空間の歪みを表しています。

現在の科学全体を支えている2大理論 ( 相対性理論と量子論 ) の一つです。アインシュタインの創始した理論で、宇宙の仕組み・原子力・カーナビゲーションの理論的な計算と裏づけの元に成ります。

1. 運動している物体の速度はお互いに相対的なものである。つまり、自分が動いているのか?相手が反対に動いているのか?は分からない。運動会の徒競走で並んでゴールに同時に到着した時、競争相手の顔は静止した状態で良く見える。これらが相対論の考え方です。

2. 時間も空間も相対的なもので有り、他の物との関係性で伸びたり縮んだり変化する。万有引力や力学の法則は固定した絶対時間や絶対空間を前提にしており、リンゴが落ちたり惑星の運動を説明しています。相対性理論は、物理法則を新たに書き換えました。

3. 光の速度は、約30万km/秒 ( 地球を7周半 )で、光源や観測者の運動に関わらず一定である。観測者の移動速度が遅くても早くても、光の速度はいつも同じです。

4. 時間は自分を基準にして成りたち、動いている時計はゆっくり時間を刻む。高速で飛んでいる粒子自身の時間がゆっくり進むので寿命が伸びる事に成ります。ミユーオンと言う宇宙線は地球に沢山降り注いでおり、止まって居る時と高速で動いている時の寿命の違いが測定されています。光速に近い早さで飛ぶ事により、その寿命は約50倍に伸びて居ると言われています。加速度運動して宇宙旅行をして来た飛行士は地球でいる人に比べて、僅かですが寿命も伸びます。

5. 空間や動いている物の長さも、止まって居る時より短く測定されて縮むと言うことに成ります。つまり、進行方向の長さが短くなると言われています。

6. 質量はエネルギーに変わるという数式です。 E=mc^2 質量に光速度の二乗を掛けるとエネルギーに等しい。核分裂による原子力エネルギーの計算式です。

7. 自由落下すれば、無重力を体験できます。エレベーターに乗って急上昇すれば、自分の身体が重く成ります。加速度と重さは同じと言うことを体験出来ます。

8. 大きな物体の側を通ると光が曲げられる。重力により空間が曲がる。皆既日食の観測で太陽の側を通る星の光線位置がずれていることを観測で確かめられています。

9. 重力を受けた時計はゆっくり進むと言う事は、自動車に積載しているカーナビゲーションにも利用されています。自動車の位置はGPS衛星から電波を受信して現在の位置を把握していますが、この位置と時刻に関してズレがあるので、相対性理論の計算式から補正を行っています。つまり、高速で飛んで居る人工衛星と地球の重力などを相対性理論で考慮しないと、カーナビは成り立ちません。

10. 相対性理論から宇宙の歴史と仕組みが、科学的に解明できる様に成りました。

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この記事へのコメント

2014年09月16日 19:24
こんにちは

量子理論の活用には
これから夢も広がりますね
量子コンピューターができれば
今のパソコンも
超高速になり
果たしてどんな世界ができるか
楽しみだなぁ
2014年09月16日 20:35
無門さん こんにちは。

量子論の応用研究で、量子コンピュータの開発と言うのが有りますね。現在は基礎研究の段階でいずれ実現すると思います。おっしゃる様に超高速で計算します。

相対性理論は量子論と並んで物理の2大理論です。宇宙の起源や仕組みを解明するに当たり、両方の理論が必要となり量子宇宙論と言う学問分野も有ります。
2014年09月16日 22:12
アインシュタインの相対性理論は、
難しくてよく分らないながら、
とても魅力的に思えます。
時間が伸び縮みするなんて考えは、
浦島太郎の話を思い出させますね。
昔の人は、想像の翼を広げ、
相対性理論を直感してたんでしょうか。
2014年09月17日 11:40
yasuhikoさん こんにちは。

時間や空間が伸び縮みする事は大変面白いです。''不思議の国のトムキンス''と言う本に誇張されて書かれてあり、高校の時に読んで驚いたのを思い出します。主人公トムキンスが相対性理論や量子力学が日常的に観察出来る、不思議な世界に入り込んで色々な体験をすると言う話です。

光速に限りなく近い速度で宇宙旅行して地球に帰還すれば、浦島太郎の話も現実になると思います。相対性理論の方程式に数値を代入して計算すればその様な結果が出ます。空間が縮むと言う話は、ローレンツ収縮と言って光速度に近づくと、どれくらい縮むかの計算式も有ります。

☆☆昔の人は、想像の翼を広げ、相対性理論を直感してたんでしょうか。☆☆

おそらく、昔の人は思考や瞑想によりこの世の不思議な現象を知ったのかも知れません。量子論( 素粒子の二重性・トンネル効果 ) の不可思議な話は、以前にこのブログでも紹介しています。

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