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教養のための相対性理論「相対性理論を楽しむ本」を読んで 前半

 

今回読んだのは、 「相対性理論を楽しむ本」。

1998年に初版、佐藤勝彦さんが著者の本です。

 

 

 この本は、文系にオススメ!と書いてあったので手にとってみました。

 

私はがっつり文系なのですが、アインシュタインによる有名なこの理論のことをさっぱり知らなかったので、教養としておさえておこうと思い、読みました。

 

読んだ感想としては、マジでわかりやすい!ということ、かなりサクサク読めました。

 

さらっと紹介していきたいと思います。

 

まずは本の目次

第1章 相対性理論を体験しよう!

第2章 相対性理論を生んだ天才

第3章 はじめに光ありき

第4章 遅れる時間の不思議

第5章 時間➕空間=時空

第6章 物質はエネルギーの固まり

第7章 ゆがんだ時空

第8章 双子のパラドックス

第9章 火の玉宇宙が膨張する

第10章 無から生まれ急成長した宇宙

 

相対性理論とは?

相対性理論には、特殊相対性理論一般相対性理論があることはご存知でしたか?

(ちなみに私は知りませんでした)

 

そして、アインシュタインが構築した理論でもあります。

 

20世紀の大発見ともいわれている相対性理論、目に見えない小さいまたは大きい世界の問題を解決しました。

 

具体的には、原子爆弾ブラックホール、宇宙の成り立ちなども、この相対性理論が基礎になっています。

 

つまり、身の回りでもすでに実用化されているということです。

 

相対性理論とは、簡単に言えば「光と時空と重力」の発見だと言えます。

 

今回は前半として、特殊相対性理論についてまとめていきます。

 

特殊相対性理論とは?

実は、特殊相対性理論が基礎で、一般相対性理論は発展です。

特殊というのは、制限があるという意味です。

 

アインシュタインはまず、特殊相対性理論を発表し、その後数年かけて一般相対性理論を構築したと言います。

ちなみに、この本にはアインシュタインの生涯についても触れられています。

 

特殊相対性理論は、等速直線運動を条件とします。

(小学生か中学生のときに、なんか車のおもちゃみたいなの走らせましたよねw)

 

そして、光の速さが絶対であること、物質には大きなエネルギーが秘められていること、時間と空間が関わっていることを明らかにしました。

 

なぜ相対性理論が難しく思われるかというと、「想像できないから」と「数学が高度」だからです。

 

光の速さってイメージできないですもんね・・・秒速約30万キロメートルです。

 

光の速さが絶対?

相対性理論の相対とは、要はすべての運動って相対的で絶対的な考え方はないよねってことです。

 

ここらへんはガイレオの相対性原理を考えて欲しいのですが、私では説明できないので、わかりやすく記載されている

セルフ塾ブログさんをみてみてください。

http://selfyoji.blog28.fc2.com/blog-entry-1451.html

 

しかし、光という絶対的な運動をするものを発見、なぜなのかは謎に包まれていました。

 

アインシュタインは、この難問を解き、光は粒子(物質)であるが、質量はないといいました。

(かなりはしょっているので、詳しくは本やサイトを参考にしてください)

 

そして、光が絶対であり、実は時間というものは相対的であったのことを発見したのです。

(時間は遅れたり、早くなったりする)

 

時間と空間が関わっている?

ニュートン以来の物理学では、時間と空間が無関係だと思われていました。

 

アインシュタイン、時間と空間は密接に結びついており、お互い変化を与えることを明らかにしました。

 

ここで、時間と空間を時空とひとまとめにします。

 

時空とは、三次元の空間と一次元の時間を合わせた四次元の世界。

 

相対性理論は、時間と空間が一定の関係の中で変化することを見つけたのです。

 

物質には大きなエネルギーがある?

 なぜ光のはやさを超えられないのでしょうか?

それは、物質が加速すると質量も同時に増えるためです。

 

そのため、質量をもった物質が光の速度を超えることは不可能と言われています。

最近では、加速器によって陽子を光の99.7%まで加速することができたそうです。

 

そして、このことから、エネルギーが消失し、質量が生み出されることがわかりました。

 

そして、e=mc2

の式より、モノとは光速の二乗に質量を加えた分のエネルギーが姿を変えた存在だと証明されました。

 

つまり、わずかな質量のモノにも莫大なエネルギーが秘められているということです。

 

これが、原子爆弾の考え方のもとになっています。

 

このように、科学の発達は生活を豊かにはしましたが、科学を活用する人にとって問題を生み出しました。

 

筆者は、

だからこそ一般人も科学を知ることが大事

と述べています。

 

急速に発達する科学技術などなど、普通に過ごしてはわからないことだらけですが、私は過ちを犯さないためにも、さまざまなことを知っておく必要があると改めて思いました。

 

一般相対性理論については次回の記事をお楽しみに!

教養のための相対性理論「相対性理論を楽しむ本」を読んで 後半 - 教養を身につける旅へ