一般相対性理論
一般相対性理論とは、アルベルト・アインシュタインが提唱した、物理学の理論の一つである。
「空間が曲がっている」という話なので、直交座標系（デカルト座標あるいはカーテシアン座標）が通用しないため、テンソルとかを持ってこないといけなくなり、解析的にはほぼ解けない（ブラックホールに関しては、シュバルツシルト解と佐藤＝富松解があるが）ので、コンピュータをぶん回して力づくで解かないと「箸にも棒にも掛からぬ」っつーか「歯が立たない」っつーか「爪も立たん」というのが現状である。特殊相対性理論は高校生レベルの話で片付くのだが。
概要[編集]
「慣性加速度と重量加速度は区別できない」と考えると、エレベーターの中にいたときに、「エレベーターが上がっているのか、エレベーターの下を巨大質量が通過しているかの区別ができない」というのが出発点である。
20世紀初頭、ポアンカレやアインシュタインなどにより、世界の人がみな同じ時間・空間を共有しているのではなく、人によって違う空間・時間で生きているという、相対性理論が提唱された。しかし、当初の相対性理論は「特殊相対性理論」と呼ばれるもので、「静止している」あるいは「直線方向に同じ速度で運動している」（等速度運動している）とか「自由落下している」観測者にとってのみ適用可能な理論であったため、「加速度」と「力」の関係が扱えなかった。そこで「エレベーターの思考実験」から一般化したのが、一般相対性理論である。
一般相対性理論では、時間・空間がまっすぐではなく、質量のある物質の周りでは曲がっている、という前提を置いている。これにより、ニュートン力学と特殊相対性理論を矛盾無く両立させ、さらに万有引力の法則も説明することが可能である。この重力の大きさや空間の曲がり具合も「相対性」があり、見る人によって異なる。
「空間が曲がっている」とは？[編集]
例えば、地球は平面ではなく、曲がった球面であることは現在よく知られている。なので、例えば日本から東に向かいそのまままっすぐ進むと、向きが徐々に南東寄りになり、太平洋東部で赤道を横切るときの進路はほぼ南東方向になっている。
こうしたことが、我々の住んでいる時間・空間上でも起こる、というのが一般相対性理論である。