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2006-8-18 ITのお話

アインシュタインの特殊相対性理論を学ぶ(入り口だけ)

先のエントリの続きです。

本日、新聞を読んでいたらドイツにある「ドイツ電子シンクトロン」と呼ばれる研究所の話が載っていました。そこに記載されている普通名詞が全く意味分かりませんでした。「クォーク」、「反粒子」 、「グルーオン」、「レプトン」、「その他いろいろ」、です。

頭にきて、少しは聞いた事のある「クォーク」から調べてみました。結論から書きますと、クォークとは素粒子(物質を構成する最小単位)の一種でした。いつも通りこの手の話は少しかじって終わりにするつもりだったのですが、この最小単位に関する話が一向に頭に入ってこなかったのでいろいろ調べているうちに、「ビッグバン」という言葉に出会ってしまいました。ここが運のつきでした。いわゆる宇宙の開始を説明した「ビッグバン理論」です。

「ビッグバン理論」って理由は全く分かりませんよね?頭ごなしに納得させられているけど全く説明がつかないです。「宇宙の始まりは何も無かった、それが爆発して始まって今も膨張を続けている」なんて全く意味が分からない。何も無いモノが爆発なんて出来ないジャン!と思っていました。もちろん、私の記憶が間違っていて、「とてつもない高質量、高エネルギのものが爆発した」が正しいのですが、それでも納得できませんでした。

そこでいろいろ調べているうちにこんなキーワードが出てきました。

「質量・エネルギーの等価原理」

え?どういうこと?物質がエネルギに変わるの?

???

となりました。

これは調べざるを得ませんよね。調べなければ男が廃る。

そう思ってリンク先をたどるとその先は? Wikipedia の「特殊相対性理論」のページでした。これは厳しいと思いましたが、これを理解しなければココまで来た甲斐が無い!と思って頑張りました。折角ですので要約します。Wiki の要約ですから、要約の要約ですよ。皆さん、そのまま鵜呑みにはしないでくださいね。でも、私でも分かる言葉で説明します。

先ず、最初です。なぜ、特殊相対性理論が必要になったのか。それは以下の疑問があったからです。

1)電車内でボールを自由落下させると電車外の人からは進行方向に進んで落ちるように見える
2)電車内で光を鉛直方向に発射しても電車外の人からは進行方向に進んでいるように見えない

もちろん、数学の理論上の話です。光の方向など見えません。
なぜこういう事が起こるのか。それを説明するために登場したのが特殊相対性理論です。

実は 2) は少し嘘です。並べて書いて違いが分かりやすいように加工しました。本当は以下です。

・電車内で進行方向に光を発射しても電車外電車外の人からは進行方向に早くなっているように見えない

理由は「真空中の電磁波(光)の速度が、座標系の採り方によらずに一定」であるからです。これを突き詰めます。「 光速にほど近いスピードで進むロケットに乗って光の速さを測っても光の速度は変わらない」となります。とはどういう事か。解答は、「早く移動しているときは時間の進み方が遅くなる」からです。理論の話です。決して電車に乗ったら年を取るのが遅くなるわけではありません^^;つまり、時間の進み方が変わるので同じ 1 秒間に進む距離は同じになるのです。絶対時(みたいなモノがあるとすると)光速に近づけば近づくほど、時間の進みは遅くなります。
これが特殊相対性理論です(だそうです)。

では、本題の「質量・エネルギーの等価原理」」とはどういうことか。
光の速度に近づくと時間の進みが遅くなると言う事は加速度がつきにくくなるという事と同義です。 加速度がつきにくくなるという事は重量が増しているということ。つまり、エネルギは全て質量に転換されるわけですね。これも理論上の話ですよ。伝わりますでしょうか。なんだか詭弁みたいですよね。

でも、真実なのでしょうね。私では正誤の判断はつきませんが、世の中が正しいと言っているように思えます。で、その世の中の情報にちょっとだけ近づけたので非常に嬉しく思いました。嬉しかったので? Blog で確認作業&刷り込み作業をしています。

実は私が相対性理論に挑んだのは初めてではないです。3回目くらいでしょうか。以前は本を読んだりもしました。しかし、お腹の中で納得できたのは初めてですね。本当に、Wikipedia って凄いです。この理解に関して、情報のソースはほとんど Wiki で閉じています。もちろん、関連ページは20ページほど調べましたが。

もの凄い世の中になったものです。

そして、少し賢くなった自分にかんぱーい。
最後まで読んでいただけたのであれば、少し賢くなった貴方にも。かんぱーい。