アインシュタインの一般相対性理論とは何ですか？

一般相対性理論が基本現代物理学のビルディングブロック。それは、宇宙が「曲がる」、またはより正確には、重力を時空の変化する幾何学に結びつける能力に基づいて重力を説明します。アルバートアインシュタインは、「特殊」理論の作成から10年後の1915年に「一般」相対性理論（GR）を創設し、光の普遍的な速度を適用し、物理学の法則が特定の基準系で変わらないと仮定しました。しかし、一見するとGRTは複雑なのでしょうか。

一般相対性理論-特殊相対性理論を発展させる重力の幾何学理論

一般相対性理論を理解するには？

アインシュタインの一般相対性理論は、たった12語で要約できます。「時空は移動の仕方を教えてくれます。物質は時空を曲げる方法を教えます "...しかし、これは物理学者によって作られた短い説明ですジョン・ウィーラー、より複雑でより深い真実を隠します。量子論とは別に、一般相対論は現代物理学の2つの柱の1つです。重力の私たちの作用理論と、惑星、銀河、および宇宙全体の非常に壮大な理論です。これはアインシュタインの特別な相対性理論の続きですが、非常に大規模なので、1905年から1915年まで、10年かかって別の人になりました。

新しい科学者によると、特別によると相対性理論（SRT）、運動は空間と時間を曲げます。アインシュタインの一般相対性理論は、ガリレオが3世紀以上前に指摘した原理とそれを組み合わせました。落下する物体は、質量に関係なく同じ速度で加速されます。

空気抵抗を考慮しないと、ピサの斜塔から落下した羽とハンマーが同時に地面に当たります。

ガリレオに続いて、アイザックニュートンはこれが奇妙な一致がある場合にのみ当てはまります。加速に対する身体の抵抗を定量化する慣性質量は、重力に対する身体の応答を定量化する重力質量に常に等しくなければなりません。これがそうあるべきである明確な理由はありませんが、実験が2つを分離したことはありません。

彼が定数を使用したように特別な相対性理論を構築するための光の速度、アインシュタインはこれを自然の原理、つまり等価性の原理であると宣言しました。これと「時空」が絡み合った新しい時間と空間の概念を武器に、重力が単なる加速の形式である画像を作成できます。

巨大なオブジェクトはそれらの周りの時空をゆがめ、オブジェクトをそれらに向かって加速させます。

重力は大きな空間を支配しますがスケールや、惑星や星などの非常に大きな質量に近い場合、それは実際には4つの既知の自然の力の中で最も弱いものであり、説明されていない唯一の量子理論です。量子論と一般相対性理論は異なるスケールで適用されます。これは、例えば、宇宙が非常に小さく、重力が巨大であったとき、ビッグバンの初期の瞬間に何が起こったかを理解することを困難にします。別の状況では、ブラックホールの地平線でこれらの力が衝突すると、不溶性のパラドックスが発生します。

例えば、 量子力学には無限大のようなものを考慮に入れる方法がありますしかし、一般相対性理論で同じことをしようとすると、数学は意味のない予測を生成します。

一部の物理学者は、いつの日か「すべての理論」が量子論と一般相対性理論を組み合わせることができるようになりますが、ストリング理論やループ量子重力などの試みは何の結果ももたらしませんでした。一方、アインシュタインの一般相対性理論は、質量の非常に密なクラスターが時空を歪め、光でさえそれを逃れることができないと予測しました。これらのオブジェクトを「ブラックホール」と呼ぶと、これらの宇宙の怪物を取り巻く「イベントの地平線」を撮影でき、超巨大ブラックホールがすべての巨大銀河の中心で回転していると実際に確信しています。

一般理論の数学方程式アインシュタインの相対性理論は、何度も繰り返しテストされていますが、現在、重力相互作用を予測する最も正確な方法であり、数世紀前にアイザックニュートンによって開発されたものに取って代わりました。

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しかし、おそらく一般理論の最大の勝利2015年に相対性理論が登場し、重力波が発見されました-非常に巨大な物体の動きによって引き起こされる時空の波紋。 2つのブラックホールが合体して合流したという合図は、LIGO VIRGO研究所の国際的な研究チームによって行われた、骨の折れる辛抱強い仕事の勝利でした。専門家が今日どのように重力波を検索するかについての詳細は、Ilya Khelによる魅力的な記事を読んでください。何らかの方法で、一般相対論の量子物理的な「バージョン」の開発は、現代物理学の一定の目標のままです。