「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」への誤解…本当は何か?(1)進化の意味と生物学としての歴史
実は生物の「進化」とは「物事が良くなる」ことではない
長谷川眞理子
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
社会はAIでいかに読み解けるのか(1)経済学理論の役割
AIやディープラーニングによって社会分析の方法が変わる
柳川範之
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
発酵はマジックだ!
色を消し、脂を溶かし、水を分解―スゴすぎる発酵の力!
小泉武夫
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
高齢者のフレイル・認知症とその予防対策(5)サルコペニア・フレイル対策
認知症予防にはどんな食事がいいのか?鍵はビタミンDの充足
小川純人
「満洲」から考える日本とアジア(10)戦後の「五族」の運命
「五族協和」の真実と満洲国崩壊後の五族の悲劇…満洲人、朝鮮人、露人、蒙古人、漢人らの戦後悲史を直視せよ
宮脇淳子
文明語としての日本語の登場(1)古代日本語の復元
なぜ「てふてふ」が蝶々?日本語の変遷を追う…まずは万葉仮名から
釘貫亨
『オデュッセイア』で読み解く神話の秘密(1)物語の構造を読み解くおもしろさ
『オデュッセイア』の面白さの秘密を神話の構造から読み解く…なぜ波乱万丈の神話が人間の創作の源泉になったか
松村一男
小澤開作と満洲事変・日中戦争(1)少年時代の苦労と五族協和の夢
満洲で「五族協和」に命を懸けた小澤征爾の父・小澤開作
小澤俊夫
『源氏物語』を味わう(3)形容詞からの楽しみ方
美しい形容詞の使い分け…『源氏物語』の表現を味わう
林望
イラン戦争とトランプ大統領の戦争指導(3)戦争終結シナリオと大統領選挙の行方
MAGA連合に亀裂!?イラン戦争が及ぼす大統領選への影響
東秀敏
現代人に必要な「教養」とは?(1)そもそも教養とは何か
教養とは…本質を捉える知、他者を感じる力、先頭に立つ勇気
小宮山宏
モンゴル帝国の世界史(1)日本の世界史教育の大問題
なぜ日本の「世界史」はいびつなのか…東洋史と西洋史の違い
宮脇淳子
本番に向けた「心と身体の整え方」(1)ディテールにこだわる
トップアスリートが実践する「自分の高め方」とは…まず集中のスイッチを入れる方法は?
為末大