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アインシュタインの一般相対性理論 10話で完結 その2

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アインシュタインの一般相対性理論 10話で完結 その1

(つづく)

アインシュタインの一般相対性理論 10話で完結 その3


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まず、一般相対性理論を理解をするために必要なイメージというものがあります。

それは、今、私たちが住む立体的な世界が、もし、下の絵のような、高さのない平らな世界だったら・・・というちょっとした想像です。

Cocolog_oekaki_2017_02_22_10_05

その世界を横からみたら・・・

 

━━━━━━━━━━━━━━━

 

こんな感じのただの線にみえるでしょう (*´v゚*)ゞ

 

このように、一般相対性理論の理解には、3次元世界を2次元におきかえる

というか・・・

高さのない世界をイメージする能力が必要です。

 

たとえば、ニュートンの万有引力の法則は、ふたつの物体が引き合う、ということですが、

これを平面世界の上でイメージすると・・・

こんな感じになります。

Cocolog_oekaki_2017_02_18_00_47

絵にかいたボールに高さがありますが、頭の中では高さのないボールをイメージしてください(^-^;

式は、この引力をあらわす、有名なニュートン方程式です。

アインシュタインは、これを下図のようなイメージで考えた・・・

とよくいわれています。

Cocolog_oekaki_2017_02_25_00_12

下手な絵で申しわけありません (ノ∀`*)

2次元であらわされた世界は、単に高さがないだけでなく、トランポリンの膜のように物体があるとたわむのです。

 

アインシュタインによると、たとえばボールとボールが引き合うのは、お互いに引力で引っ張りあっているのではなく

単に、たわんだ膜の歪みにしたがって移動しているだけ、つまり

その結果、お互いに引き合っているようにみえるだけだ・・・というのです。

Cocolog_oekaki_2017_02_17_17_36

物体の存在が膜を歪ませる・・・というアイデアは、なかなかわかりやすいイメージで、

多くの人の心を捉えました。

 

モノが周りのものを引きつける重力や、惑星が太陽の周りをバランスよく回っているのも、この歪みが原因だと・・・

いろいろな解説書にも下のようなイメージがのっています。

Cocolog_oekaki_2017_02_22_10_34

また、次のようなイメージを使用している解説もあります。

膜の世界を上からみたイメージです。

Cocolog_oekaki_2017_02_22_10_37

Cocolog_oekaki_2017_02_22_10_31

つくづく絵が下手ですみません(;´Д`A ```

質量があるところで方眼紙の軸が歪む・・・という感じです。

まぁ、どちらが正しいイメージであるとかないとかは、あまり意味がないことで、どんなイメージを描いても決して正しいものは描けませんし、描けばかならず誤解も生じます。

大事なのは、物体が存在すると、その周辺が「たわむ」あるいは「歪む」・・・というイメージです。

まぁ、こういう説明なら、あちこちでもっと上手に説明している解説記事がたくさんあります。

しかし、

その歪んだ様子を数式であらわしたものがアインシュタイン方程式

Gμν = 8πGTμν/c4

ヘ(゚д゚)ノ ナニコレ? ・・・の式なんです。

世界の「たわみ」や「ひずみ」がどうしてこんな式になるのか?

をやさしく解説しているものはほとんどありません。

このブログでは、これを物理や数学の専門家でない人にでもわかるように解説してみようという無謀な試みを企てています。

さぁ、心の準備ができた方は続きへどうぞ。

 

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(つづく)

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アインシュタインの一般相対性理論 10話で完結 その1


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