一般相対性理論:簡素化された説明
アインシュタインの一般相対性理論は重力の理論です それは宇宙の理解に革命をもたらしました。重力は力ではなく、時空の曲率 質量とエネルギーの存在によって引き起こされます。これが故障です:
1。時空: 平らなシートを想像してみてください。これは、空間と時間を単一のエンティティに組み合わせる宇宙の構造である時空を表しています。
2。質量とエネルギー: シートに重いオブジェクト(ボウリングボールのような)を置きます。このオブジェクトはシートを曲げて、ファブリックに「ウェル」または「ディップ」を作成します。
3。曲率としての重力: オブジェクトによって引き起こされる曲率は、私たちが重力として経験するものです。重い物体の近くにある物体は、曲率の影響を受け、まるで力に引っ張られているかのようにそれに向かって動きます。 これがリンゴが地面に落ち、惑星が星を軌道に乗せる理由です。
重要な概念:
* 等価原理: アインシュタインは、重力と加速は区別できないことを認識しました。 これは、閉じた箱にいる場合、重力で引き下げられているのか、ボックスが上向きに加速しているのかを知ることができないことを意味します。
* 重力レンズ: 巨大なオブジェクトは光を曲げて、それらの周りに曲がります。この光の「曲げ」は、同じオブジェクトの複数の画像を作成できます。
* 時間拡張: 強い重力の領域では時間が遅くなります。これは、巨大なオブジェクトの近くのクロックが、そこから遠く離れた時計よりも遅くなることを意味します。
重要性:
一般相対性理論は、宇宙の理解に大きな影響を与えました。
* ブラックホール: それはブラックホールの存在を予測しました。それは、光さえも逃げることができるほど強い重力を持つ信じられないほど密な物体です。
* 宇宙の拡張: 拡大する宇宙とビッグバン理論を理解するためのフレームワークを提供しました。
* GPS衛星: 一般的な相対性理論は、正確なGPSナビゲーションのために考慮する必要があります。
課題と制限:
* 量子重力: 一般相対性理論は、非常に小さなオブジェクトの挙動を支配する量子力学と完全に一致していません。
* ダークマターとダークエネルギー: 一般的な相対性だけでは、宇宙の加速された拡大と暗黒物質の存在を説明することはできません。
本質的に、一般相対性理論は、重力の概念を、時空の曲率の概念に力として置き換え、宇宙の働きにもっと深くエレガントな説明を提供しました。