「宇宙の創生」の仕組みと宇宙物理学の歴史
この講義シリーズは第2話まで
登録不要で無料視聴できます!
第1話へ
▶ この講義を再生
この講義の続きはもちろん、
6,000本以上の動画を好きなだけ見られる。
スキマ時間に“一流の教養”が身につく
まずは72時間¥0で体験
(会員の方に広告は表示されません)
ニュートン力学の謎を解く鍵は?…等価原理と相対性理論
「宇宙の創生」の仕組みと宇宙物理学の歴史(5)一般相対性理論からの予測
岡朋治(慶應義塾大学理工学部物理学科教授)
ニュートン力学には一つの謎があった。重力質量と慣性質量の等価性についてである。本来物理的にはまったく異なるこの二つが一致することを説明したのがアインシュタインだ。そこで出てきたのが一般相対性理論である。そして、一般相対性理論から予測されることがいくつかあるという。それらはどのようなことなのか。(全12話中第5話)
時間:8分04秒
収録日:2020年8月25日
追加日:2021年1月10日
カテゴリー:
≪全文≫

●ニュートン力学の謎を解く鍵となる一般相対性理論


 ここから宇宙全体の話に入ります。

 これまで宇宙がどのように認識されていたかということをおさらいしてきたわけですが、宇宙が地上と同じ物理で記述できるということが、ニュートンの発見によって明らかになったわけです。そして、宇宙はどのようにその進化、誕生、そしてどう終わっていくのか。そういうことについて考察することができるようになったのです。

 そこに、もう一つ考えなきゃいけないことがあります。ニュートンの万有引力の法則と運動の法則です。これはまだ完全なものではありません。というのは、一つの謎があるからです。一つの謎とは、重力質量と慣性質量の同一性についてです。これはアインシュタインでいうところの「等価原理」の一つです。簡単にいうと、重力質量とは、万有引力の力を決定する質量(重さ)、つまり私たちが通常感じる重さのことです。もう一つの慣性質量ですが、これは動きにくさを表す重さのことです。物は押せば動きますが、重いものは動かしにくく、軽いものは動かしやすい。これが慣性質量です。この重力質量と慣性質量は本来、物理的にはまったく異なるものですが、二者が一致するというのは、ニュートン力学では説明されていないのです。

 これを説明しようと試みたのがアインシュタインです。等価原理、つまり重力質量と慣性質量の同一性からスタートします。重力場中を自由落下する物体の軌道は、どんなものであってもいいのですが、初期の位置と速度のみに依存して、物体の種類によらないという法則があります。よって、その運動は、そのものそれぞれに解かれるべきものではなくて、それが存在する時空の性質によるものだと解釈します。

 なので、物が存在するということは、その物が質量に応じて時空をゆがめ、そのゆがんだ時空の中で別のものが運動するということになります。そのような重力というものの幾何学での記述(幾何学化)を試みたのがアインシュタインなのです。

 その結果、出てきたのが「アインシュタイン方程式」です。よって、これは運動の方程式というよりも、幾何学の方程式になっています。時間と空間のゆがみが物質の存在によって決定されるという形をした方程式です。これによって重力を記述し...

スキマ時間でも、ながら学びでも
第一人者による講義を1話10分でお届け
さっそく始めてみる
(会員の方に広告は表示されません)
「科学と技術」でまず見るべき講義シリーズ
進化生物学から見た「宗教の起源」(1)宗教の起源とトランス状態
私たちにはなぜ宗教が必要だったのか…脳の働きから考える
長谷川眞理子
知性の進化と科学技術文明の未来(1)ヒトは本当に賢いか
なぜ人類は進化できたか?…5つの環境要因と脳の発達
長谷川眞理子
現在の宇宙の姿(1)星はなぜ自ら輝くのか
星はなぜ自ら輝くのか…宇宙と銀河の「現在の姿」を概観する
岡村定矩
IoTとは何か~モノのインターネットの本質(1)TRONは究極の「縁の下の力持ち」
坂村教授が開発したTRON―知られざる世界標準
坂村健
性はなぜあるのか~進化生物学から見たLGBT(1)有性生殖と無性生殖
なぜ雄と雌の2つの性別があるのか…「性」の謎とLGBT
長谷川眞理子
本当によくわかる「量子コンピュータ入門」(1)量子コンピュータとは何か
「量子コンピュータ」はどういうもので、何に使えるのか
武田俊太郎

人気の講義ランキングTOP10
伊福部昭で語る日本・西洋・近代(1)チェレプニン賞に輝いた無名の作曲家
映画『ゴジラ』の作曲家・伊福部昭が直面した「日本と東洋と西洋」そして「近代の超克」
片山杜秀
編集部ラジオ2026(38)アメリカ中間選挙と民主主義
【10min解説】第2期のトランプ大統領と中間選挙を考える
テンミニッツ・アカデミー編集部
「良き対話」とは?――哲学から考える(1)対話とは何か――会話・説教との違い
「良き対話」のヒントを哲学から考える…「対話」の大前提とは、そして「会話」「説教」「場回し」とは何が違うのか?
納富信留
ロシア人の見る「ロシアの歴史」(3)ヴァイキング招致説とキエフ・ルーシ
ロシアの起源はヴァイキング?…キエフ・ルーシの興亡と、ロシアとウクライナの決定的な「歴史的溝」
上月豊久
「満洲」から考える日本とアジア(1)「満洲」を知る意義とは
「満洲史」はなぜ現代日本でタブー視されるのか?…王道楽土の夢とアヘンなどの裏面から見えてくる現代への教訓
宮脇淳子
チームパフォーマンスを高める心理的安全性(1)心理的安全性が注目される理由
なぜ今「心理的安全性」なのか、注目を集める背景に迫る
青島未佳
教養としての「ユダヤ人の歴史とユダヤ教」(1)ユダヤ人とは誰のことか
ユダヤ人とは?なぜ差別?お金持ち?…『ユダヤ人の歴史』に学ぶ
鶴見太郎
高齢者のフレイル・認知症とその予防対策(1)老年病科と高齢者の疾患・病態の特徴
頻尿、低栄養、転倒、誤嚥、フレイル…増える老年症候群と高齢者の疾患・病態の特徴
小川純人
仏教とキリスト教が照らし出す日本の宗教(3)「覚り」とは?「空」とは?
「覚り」「因果」「空」とはどういうものか…仏教の本質と変遷
橋爪大三郎
生成AI「Round 2」への向き合い方(1)生成AI導入の現在地
生成AIの利活用に格差…世界の導入事情と日本の現状
渡辺宣彦