特殊相対性理論
読み:とくしゅそうたいせいりろん
外語:STR: special theory of relativity
アルベルト・アインシュタイン
が完成させた、
物理学
の理論の一つ。
目次
概要
特徴
特殊
公式の魔力
古典物理学
ノーベル物理学賞
概要
1905(明治38)年6月30日、ドイツの物理雑誌Annalen der Physik 17巻の891〜921ページに「
Zur Elektrodynamik bewegter Ko¨rper
」(運動物体の電気力学について)と題して発表した論文に由来する理論である。
特殊相対性理論は、この最初の論文を含むいくつかの論文からなる理論で、
光速度不変
の原理と特殊相対性原理を理論的支柱としている。
この理論の結論として有名なのが、公式E=mc
2
(
E
:
エネルギー
、
m
:
質量
、
c
:
光速
)である。これは1905(明治38)年11月21日に発行されたAnnalen der Physik 18巻において、「
Ist die Tra¨gheit eines Ko¨rpers von seinem Energieinhalt abha¨ngig?
」(物体の慣性はそのエネルギー量に依存するか?)という論文として発表された。
特徴
特殊
この理論を「特殊」相対性理論と呼ぶのは、アインシュタインの相対性理論の中で、慣性系にのみ言及していることに由来する。
一般座標系にも言及の幅を広げた相対性理論は「
一般相対性理論
」と呼ばれている。
公式の魔力
公式E=mc
2
は、質量とエネルギーの相互変換が可能なことを示し、またエネルギーと質量が等価であるということを表わしている。
同時に、
物質
は質量に
光速
の2乗を掛けた分のエネルギーを潜在的に持っていることを示す。
古典物理学
この理論は、それまでの
時間
・
空間
の概念を一変させてしまった。
ニュートン力学の限界を示し、ニュートン力学で説明できなかった事柄の説明を可能とした。
そしてこれにより、アインシュタイン以前の200年以上も不動の地位を保って来たニュートン力学を
古典
物理学としてしまったのである。
ノーベル物理学賞
しかし、この理論はあまりにも高度過ぎ、当時の
人間
の理解の限界を超えていたため、実は彼はこれでは無い別の理論
光電効果
で
ノーベル物理学賞
を貰ったという逸話がある。
光電効果は
量子論
における重要な発見ではあったが、彼の理論のうち歴史的かつ革命的な意義を持つのは、時間と空間という概念を統一し、質量とエネルギーとの等価性を示したこの理論「特殊相対性理論」である。現在でも、20世期最大の業績と呼ばれている。
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