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相対性理論って なんですか?

何に使えるんですか?

  • 質問者:シュトロハイム
  • 質問日時:2008-08-05 15:30:12
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概ねの説明は他の方から成されているので私は異なる視野から補足と言う事で(流石に自己満足と言うのはアレだけど)…^^;。

あらゆる状況下での時間と空間と重力と質量の関係について、全ての力学的法則を1つの理論で網羅する事を可能にする現代物理学を代表する理論で、古くから知られているニュートン力学等も相対論から限定された条件下で導き出す事が出来ます。

世の中で知られている自然界に存在する4つの基本的な力(重力、強い力、弱い力、電磁気力)のうち、重力(と電磁気力の一部)に適応できますが、素粒子を扱う量子力学とは非常に相性が悪いです。ミクロの世界の素粒子とは逆に、大きな重力・エネルギー・時間・空間・質量・速度の運動に関する記述に適用され、主に光や電磁波、大きなエネルギーを扱う分野や宇宙関係には不可欠の理論です。

とは言う物の、実は初期の量子力学での発見は相対論から誘導されたものも多く、現在の我々の生活に見えない所で密着しているとは言えます。現在の先進国で必要不可欠の存在となってしまった原子力発電等も相対論から導き出されるエネルギーと質量の関係式が有ってこそ生まれたと言っても良いでしょう。

GPSの例がありましたが、これを相対論抜きで考えると、地上の時計と上空の人工衛星に搭載した時計との間では1日あたり1万分の1秒の誤差が生まれ、これは地上での測位で30Kmにも及ぶ誤差になります。現在のGPSが問題なく便利に機能しているのは相対論があっての事と言えますね。

同じく衛星放送や太陽観察等を代表とする宇宙開発に関しては不可欠の理論で、今後、宇宙開発が盛んになれば相対論が益々身近な存在になる事は間違いは無い…と思われます。が、将来、更に有力な説が浮上すれば、恐らくはそれに取って代わられる可能性は非常に高いとも言えるでしょう。

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参考になり、満足しました。回答ありがとうございました。

簡単に言いますと、駅のホームで待っている人は、2台の電車が右から来て
左に同じ速度走行したとします。
ホームの人は2台とも動いて見えますが、どちらかの電車に乗っている人は
隣の電車が止まって見えます。
動いている物体も、見方によっては動きも止まって見える。
宇宙空間のゆがみ、時間を加えた4次元の世界、光が波か粒子かなどを解明した理論ですがその程度しか説明できません。
40年前に勉強したことですが、それを使ったことはありません。

  • 回答者:早起きさん (質問から8時間後)
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静止している場所と移動する乗り物の中、あるいは重力の違う場所で時間の経過速度が異なる事を説明できます。時間の補正に利用できます。質量とエネルギーが等価である事を説明できます。一定の質量がどのぐらいのエネルギーに変わるかの計算に使用でき、原子力発電とかの(ある種の兵器にも)設計に役立ちます。後、SF小説のネタにも十分役に立っています。

  • 回答者:シティー (質問から2時間後)
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参考になり、満足しました。回答ありがとうございました。

相対性理論は、アルベルト・アインシュタインの創始した理論。
特殊相対性理論と一般相対性理論の2つの理論をあわせて
相対性理論と呼ばれるようです。

特殊相対性理論は、重力のない状態での慣性系を取り扱った理論。
互いに、つまり相対的に等速運動する座標系の間では物理学の法則が不変な形を保つという原理にもとづくもの。

一般相対性理論は、後にアインシュタインが空間のゆがみとして重力場をも組み込んだ、より一般的な理論であるを発表したもの。

後者は前者に互いに速度を上げたり下げたりする加速運動や重力をも取り入れて一般化した理論である。単に相対論ともいわれる。


一般相対性理論が利用されているのは衛星を使ったGPSシステム。
(カーナビはGPSを利用している)
自動車などの位置をリアルタイムに測定表示するカーナビゲーションシステムが実用となるのは、一般相対性理論が正確であるから衛星の時計が正確であり続けられる…らしい。

でもそれ以外で一般社会の生活に密着している感は…あまり感じられたことがないです(^_^;)

  • 回答者:りょんに (質問から32分後)
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