アインシュタインにおける相対性理論とは、何なのでしょうか?!

アインシュタインの相対性理論

アルベルト・アインシュタイン博士と言うと、名前くらいであれば誰であっても、聞いたことがあるかもしれないですね。

あの有名な相対性理論を発表した、研究者になります。

でもはっきり言って、相対性理論とは何か分からない!という人、かなり、多くいらっしゃるのではないでしょうか。

本日は、そういうアインシュタイン相対性理論に関して紹介させて頂きます!
 

アインシュタインっていうのはどんな人?

 
アルベルト・アインシュタインというのは、ドイツのヴュルテンベルク州のウルム市にて誕生しました。

それから、それ以後、直ぐに、ミュンヘンに引っ越しするのです。

彼は5歳くらいまで、言葉をあんまり発しなかったそうです。

そのことから、両親は心配したのです。

しかしながら、そのせいで、会話に使う頭脳の働きに代わって、全体を捉える能力が身についたのかもしれないというような説もあるのです。

5歳の頃に、父に方位磁石を貰って、自然界の仕組みに大きく興味をひかれたとのことです。

6歳頃にヴァイオリンを習い始め、モーツァルトの大ファンなのが有名になります。

彼は幼い頃から、数学には才能を発揮していました。

12歳で、叔父から「ユークリッド幾何学」の本を貰い、独学で習得します。

大学はスイスの名門、チューリッヒ連邦工科大学へ入学して、学校の先生においては、反抗的で、興味のない分野だと、授業は出席さえ、しないでいたとのことです。

そのかわり、自分自身の興味のあるものだとしたら、1番優秀な成績を残したのです。

それ以降、スイスの特許庁に就職します。

働き始めてからも、時間をみつけては、物理の研究ばっかりしていたとのことです。

そして26歳の時に、「特殊相対性理論」を発表するのです。

これは「光の速さは変わらず、時間や空間は観察者によって違う」という内容でした。

その後、37年に達すると、「一般相対性理論」を発表します。

これは「星の重力によって、光の進路は曲げられる」というようなものです。

その後、彼はノーベル賞を受賞するのですが、これは「相対性理論」によるものでは無く、「光量子仮設」とされる業績によるものでした。

その原因は、当時のノーベル賞の選考委員が、相対性理論を理解することができなかったからだそうです。

後に、日本に原子爆弾が落とされて、アインシュタインの研究が原子爆弾製造に関わっていました。

第二次世界大戦後は、平和運動に力を尽くしたとのことです。

その後、76歳で「腹部大動脈瘤」で死去します。
 

『アインシュタイン』は覚えることが不得意だった。

 
彼は、ず~っと、容易な計算ミスが多々あったようです。

容易な数字や記号を覚えるというのも苦手で、覚える気さえもなかったのだそうです。

「調べてみれば解かる事を覚えることは必要ない。」言って、自宅の電話番号でさえ、暗記していませんでした。

そう言われたら、そうですよね。
 

「相対性理論」は、夢がきっかけ

 
学生の時、アインシュタインは学校の裏の丘で昼寝をしていたそうです。

それから、不思議な夢をみたのだそうです。

その不思議な夢とは、自分が光の速さで光を追いかける夢だったのです。

彼は眠りから覚めると、すぐさま頭の中で、思考実験をしてみたのです。

このことが、後に最大の偉業になった「相対性理論」のきっかけになり得たそうです。
 

『アインシュタイン』は脳が普通の人とは全然違う

 
アインシュタインの脳については、死後、学者により、有無を言わさず持ち出され、研究されてきたとのことです。

研究において、彼の脳はふつうの人の脳と明確に異なる点が3つあったのです。

1つは、「左脳と右脳もの間のミゾが浅い」事となります。

普通の脳は左と右に分けられて、役割分担されています。

その間にがあるわけですが、どうしてなのか彼の場合、普通の人よりも浅かったのだというのです。

このことから、左脳と右脳の情報伝達が速かったのかもしれないと指摘されています。

ミゾが浅い方が、頭の回転が速いとのことです。

2つ目は、「脳が軽い」ということ。

一般的な脳は1400g。

彼の脳は1250gだったのです。

頭の良さというのは、断じて脳の重さに比例することはありません。

ですが、アインシュタインは、自分自身では「自分はおちこぼれであった」と言っているのです。

このことは単なる、謙遜ではなくて、実を言うと彼の学校の成績に関しては、彼の興味のあった物理や数学では成績トップだったのですが、興味がない分野では最悪だったのです。

余談ですがアップルの「スティーブ・ジョブズ」落ちこぼれと評されていたそうです。

3つ目は、「グリア細胞が多い」事になります。

彼の脳はグリア細胞極めて多く存在することが明らかになりました。

グリア細胞というのは、神経細胞に酸素あるいは栄養素などを運搬することに必要な細胞になります。

更に、傷ついた神経細胞を見つけ出し、そこを保護して修復する働きもあるのです。

これこそが、天才であった原因だということです。
 

相対性理論とは何か?

 
相対性理論においては「特殊相対性理論」「一般相対性理論」2種類があるのです。

おのおの、簡単に説明していこうと思います。
 

特殊相対性理論

 

  1. 光の速度より速く動けるものはない
  2. 重さとエネルギーは同じ
  3. 光の速度に近づくにつれ、空間が縮む
  4. 光の速度に近くなると、時間が遅く流れる

光の速さというのは、1秒で地球を7.5周するのです。

万が一、これからの未来、人類はこれまで以上にすごく速い新幹線だったり、ロケットなんかを作ったとしても、この光の速さは越えられないというわけです。

ではなぜ、光の速さを超えられないのでしょうか。

相対性理論によれば、動いているものは重くなるということです。

スピードが出れば出るほど、重くなってしまいます。

人間の体も、止まっているときと比べて、走っているときの方が重くなるのです。

ダッシュ超人となって、より一層スピードをアップさせると、ひときわ重くなるのです。

これまで以上に更に更に、スピードをアップさせると、その人間の重さについては、無限になります。

そうなってしまうと、わかりやすく言うと、これ以上速くは動くことが出来ないから、光の速さを超えることはないという事です。

すっごく分かりやすく言うと、動いている人というのは、体重が重くなってしまい、身長が縮んで、時間が遅くなってしまうということです。
 

一般相対性理論

 

  1. 重いものの周囲では、時間は遅く流れる
  2. 重いものの周囲では、空間が歪む

具体的に言うと、重力の塊だというブラックホールにおいては、時間はあり得ないくらい遅く流れています。

例えば地球からブラックホールの表面が見えるのであれば、止まって見えるのだそうです。

これは重いものの周囲では、時間は遅く流れるからと考えられています。

更に言いますと、街中と比べて、富士山の頂上の方が時間というのは遅く流れているのです。

なぜかと言うと、高いところであればあるほど重力が軽いためだそうです。

相対性理論では、時間は絶対的なわけではなくて、相対的なものと定義しているのです。

これっと机上の空論というやつじゃ?というように、感じてしまうかも知れませんが、現実の上で現代でも利用されているのだそうです。

それ例がGPSになります。

GPS衛星宇宙にありますから、地球上と比べて「重力の少ないポジション」「すさまじいスピード」でぐるぐる回っているはずです。

したなら、重力の少ないエリアでは、時間は速く流れます。

すさまじいスピードで動くものは、時間が遅く流れます。

現実的に計算すると、「重力の少ないエリアでは時間が速く流れる」の影響の方が強いことから、その誤差を相対性理論の計算で適切に直しています。

例えば、このことが出来ないとしたら、カーナビは1日に10km以上もずれてしまうことになります。