相対論の全体像

ここでは基礎知識として、相対性原理について簡単にまとめておく。

ガリレオの相対性原理

力学法則は、あらゆる慣性系において同型である

特殊相対性原理

自然法則はあらゆる慣性系において、同じ形で表せる

特殊相対性原理と光速度不変の原理から、時間の遅れやローレンツ収縮が導かれる。

これがかの有名な特殊相対性理論である。

一般相対性原理

自然法則はあらゆる加速度系で同じ形で表せる

加速運動している系では観測者は重力と慣性力を区別できない

しかし、重力の比例定数と慣性力の比例定数は異なる定義であった。

これが等しい物理量であるとすると、時空の構造を記述する一般相対性理論が得られた。

質量を持たないはずの光が重力によって曲げられるという現象は、一般相対性理論では重力により空間が曲がった結果、光が曲がるという結論を得た。