図だけでわかる！ 相対性理論

プロローグ
光を同じ速度で追いかけたらどうなる？
相対性理論は，時間と空間の革命的理論

1.まず知っておきたい二つの原理と光の正体
速度はみる人の立場によって変化する
常識をくつがえした「光速度不変の原理」
17世紀，人類がはじめて測定した光の速度とは
フィゾーが歯車を使ってみちびいた光の速度
マクスウェルが解き明かした光の“ 正体”
物質中を進む光の速度は遅くなる
動いているのはどっち？ 「 相対性原理」
完全に静止した場所などどこにも存在しない！

Q&A　光速度不変の原理は，アインシュタインが考えた仮定？　など

2.時空はのびちぢみする！ 「特殊相対性理論」
時間と空間は，絶対的なものではなかった？
私とあなたの“ 同時” はちがうかもしれない①
私とあなたの“ 同時” はちがうかもしれない②
二つの立場で考える「時間の遅れ」とは①
二つの立場で考える「時間の遅れ」とは②
時間の遅れは，実はおたがいさまだった
光速に近い速度で進むと空間がちぢむ①
光速に近い速度で進むと空間がちぢむ②
質量とエネルギーは同じものだった！

Q&A　時間の遅れや空間のちぢみを認識することは可能なのか？　など

3.重力の正体を解き明かした「一般相対性理論」
慣性力と重力は区別することができない
光は重力場の中を落下し，曲がる
球面における“ まっすぐ” とは何か
「時空の曲がり」が重力を引きおこす
重力源に近いほど，時間はゆっくり進む
日食の観測によって，一般相対性理論が証明された
理論の効果を実証した東京スカイツリーの実験

Q&A　特殊相対性理論と一般相対性理論の時間の遅れはちがうのか？　など

4.相対性理論で考えるパラドックスとタイムトラベル
双子の兄弟なのに，年のとり方がずれる!? ①
双子の兄弟なのに，年のとり方がずれる!? ②
矛盾が生まれた原因は“ 兄だけの折り返し” にあった
一般相対性理論を考慮して，パラドックスをみてみよう
ブラックホールの表面では時間が止まってしまう
未来へのタイムトラベルは，理論上“ 可能” だった
スピードが上がるほど，物質は“ 重く” なっていく
タキオンを使えば，過去の自分にメールができる？

Q&A　アインシュタインはどんな生涯を送ったのか？　など

5.相対性理論と現代物理学
太陽のエネルギー源は，E=mc2 によって解明された
核融合反応はエネルギー革命をおこすか
私たちの体重のほとんどは運動エネルギーだった！
特殊相対性理論の効果でミクロの世界を“ 見る”
白金原子の電子軌道に相対性理論が影響している
GPS 衛星は相対論的効果を補正している　

Q&A　核融合発電はどこまで開発が進んでいるのか？　など