2024-10-06

ほな、相対性理論っちゅうのを簡単説明するで

まず「特殊相対性理論からやけど、これは光の速さがどんな状況でも変わらんってことが基本やねん。

たとえば、電車が走っとる中で懐中電灯を前に向けて光らしても、外でじっとしてる人が見た光の速さも同じやねん。

普通やったら、電車の速さも加わるんちゃうかって思うやろ?

でも光の速さだけは、どんなに速く動いても変わらんのや。

ほんで、この理論やと「時間」や「空間」も相対的に変わるっちゅうことになる。

速く動くほど時間が遅くなるんや。これを「時間の遅れ」っていうねん。

例えて言うたら、宇宙船めっちゃ速く移動してる人は、地球におる人に比べてゆっくり年を取る、みたいな感じや。

次に「一般相対性理論」やけど、こっちは重力が関わってくるねん。

簡単に言うたら、重いもんが空間をぐにゃっと曲げるっちゅうことや。

たとえば、地球みたいなでっかいもんがあると、その周りの空間が曲がって、そこに他のもんが引っ張られるから重力」が生まれるんや。

まあ、ざっくり言うたらこんな感じやけど、ほんまはもっと複雑なんやで。



(もう少し詳しく教えてください)

ほな、もうちょっと深くいこか。

まず、「特殊相対性理論」についてやけど、これを理解するには「光の速さが一定」っちゅうのがどんだけすごいことか、ちゃんとわかっとかなあかん

普通物体は、速く動けば動くほど、その速さは他のもんに足されるやろ?

例えば、車が時速50キロで走っとって、その車の上からボールを前に時速20キロで投げたら、ボールは時速70キロで進むことになる。

せやけど、光は違うんや。どんな状況でも、どんなに速く動いとっても、光の速さは毎回秒速約30万キロメートルで一定やねん。

これがアインシュタインの言うた「光速度不変の法則」や。

ほんなら、何が変わるんや?って話やけど、答えは「時間」と「空間」や。

時間の遅れと長さの縮みっちゅう現象が出てくるねん。

速く動けば動くほど、時間は遅く流れるし、移動してる方向の長さは縮んでしまう。

これを「ローレンツ変換」っちゅう数式で説明できるんや。

具体的な例を出すと、もし君が光の速さにめっちゃ近いスピード宇宙船に乗って1年旅したとしようや。

地球におる人らからしたら、その1年が例えば10年にも20年にも感じられるかもしれん。

まり、君は歳をとらんけど、地球では時間めっちゃ進んどるわけや。これが「時間の遅れ」や。

ほんで、次は「一般相対性理論」やけど、これはもうちょっと難しい話やねん。

特殊相対性理論は光とかスピードに注目してたけど、こっちは「重力」に焦点を当てとるんや。

重力っちゅうのは、普通に考えたら物体が引っ張り合う力やと思うやろ?でもアインシュタインはそれを「空間時間が曲がるせい」やって言うたんや。

地球みたいな大きな質量を持っとるもんは、その周りの空間をぐにゃっと曲げるんや。これを「時空の歪み」っちゅうねん。

で、その歪んだ空間に沿って、他の物体が動くことで、まるで引っ張られてるように見えるっちゅうわけや。これが「重力」の正体や。

アインシュタインが思いついたおもろい例え話があんねん。

ゴムシートの上に重いボールを置いたら、シートがへこんで周りにくぼみができるやろ?そのくぼみに他の小さいボールを置くと、転がって重いボールに引き寄せられる。これが重力イメージや。

太陽とか地球みたいなでっかいもんが周りの時空をへこませて、そこに他の天体が引っ張られるわけやな。

しかも、この理論によると、時間重力の影響を受けるんや。

重力が強い場所ほど時間ゆっくり流れる、これを「重力による時間の遅れ」っちゅうねん。

例えば、地球の表面におる人と宇宙の遠くにおる人では、地球の表面のほうが重力が強いから、時間わずかに遅く流れるんや。

これらの理論がなんで重要かっちゅうと、GPSとか人工衛星みたいなもんは、めっちゃ速いスピード地球の周りを回っとるやろ?

そのために時間が遅くなってるし、地球重力も影響を与えとるんや。

せやから相対性理論を使ってそのズレを計算して補正せんと、正確な位置情報は得られへんねん。

ほんなわけで、相対性理論っちゅうのは、宇宙全体の「時間」や「空間」、そして「重力」がどう動くかを説明するめっちゃすごい理論なんや



(では最後に、相対性理論超ひも理論関係を教えてください)

ほな、今度は相対性理論超ひも理論関係を話していくで。

まず、相対性理論っていうのは、さっきも話した通り、重力を扱う理論やね。

特に一般相対性理論」やと、重いもんが時空を曲げることで重力が発生する、っちゅうふうに説明しとるわけやな。

これは大きなスケール、例えば星とか銀河宇宙全体を説明するのにめっちゃ強力な理論や。

けどな、宇宙には重力だけやなくて、他にも4つの基本的な力があんねん。

重力に加えて、電磁気力、強い核力、弱い核力っちゅうもんがあるんや。

相対性理論重力には強いんやけど、他の力、特に小さいスケールの話になってくると話がちゃうねん。

原子とか素粒子みたいなめっちゃさいもんを扱うのは量子力学っちゅう別の理論必要になる。

ここが問題なんや相対性理論量子力学っちゅうのは、どっちもめっちゃ成功してる理論やけど、整合性が取れへんねん。

大きいスケールやと相対性理論、小さいスケールやと量子力学、って分かれとるわけや。

でも宇宙全体を一つの理論説明したいなら、両方をつなげる必要がある。

これを統一理論とか万物理論っちゅうんやけど、これがまだうまくいってへんねん。

そこで出てくるんが超ひも理論や。

超ひも理論っていうのは、宇宙にある全ての物質や力が、ひも状のものからできてるっちゅう考え方やねん。

普通素粒子は点みたいなもんやと思われとるやろ?でも超ひも理論では、実はそれがめっちゃ小さい「ひも」やっていうんや。

このひもが振動することで、違う性質の粒子になったり、力を生み出したりするっちゅう考え方や。

なんでこれがすごいんかっていうと、この理論重力量子力学を一緒に扱えるんや!

まり相対性理論で扱ってた重力も、量子力学で扱ってる小さいスケール現象も、ひもの振動っていう一つの仕組みで説明できるようになるかもしれんって話や。

相対性理論量子力学の一番の問題は、重力量子化できひんってことや。

量子力学確率的な世界やけど、相対性理論連続した空間を扱う理論から、この2つが衝突してしまうんや。

特に問題になるんが、ブラックホールとかビッグバンみたいなめっちゃ極端な状況や。

そこでは重力めっちゃ強くなるし、量子効果無視できへん。せやけど、これらを同時に説明できる理論がまだないんや。

そこで超ひも理論が登場するんやけど、ひもがめっちゃ小さいスケールでは、重力量子化可能になるっちゅうわけや。

まり相対性理論が扱ってる「大きなスケールでの重力」と、量子力学が扱う「めっちゃ小さいスケールの力」を同時に説明できるっちゅうことや。

ただしやな、超ひも理論はまだ理論段階で、実験で直接確認されたわけやないんや。

それに、超ひも理論が正しいと仮定すると、宇宙には我々が感じ取れん11次元存在するっちゅう話になる。

今のところ、わしらが日常的に感じるのは3次元空間1次元時間だけやけど、残りの次元めっちゃ小さく「巻き込まれて」るから見えへんらしい。これが正しいかどうかもまだわからんのや。

まとめると

相対性理論重力説明する強力な理論やけど、量子の世界では問題がある。

超ひも理論は、相対性理論量子力学を一つの理論でまとめようとするもんで、ひもの振動で全てを説明できるかもしれん。

•ただ、超ひも理論はまだ理論の段階で、実験的には確かめられてへんし、11次元宇宙とか、ちょっと奇抜な要素も含まれとる。


超ひも理論がほんまに正しいんかどうか、まだまだ謎が多いねんけど、もし解けたら宇宙の全てが一つの理論説明できるようになるかもしれんって、めっちゃ壮大な話やな!



追記愚痴

https://anond.hatelabo.jp/20241008145649

記事への反応 -
  • 分かりやすいやん

  • 光速度不変の原理ってアインシュタインが発見したというより、マイケルソン・モーリーの実験で全然変わらねーって結果出たから、それを認めて、その前提で理論組み立てたって話じ...

    • そうだね。 あなたのいう通り、普通はマイケルソンモーレーの説明から始める。 相対論の説明がなくふわっとしたことしか書いていないのと、「ひも理論」という言葉を使うのも気にな...

      • これ多分AI産で人間が書いたものやないから心配いらんで

        • ほんとだ、あってた! あなたは凄いね

          • 慣れたら分かるで。中身が無くて、文字を正しい順番で並べてるだけって感じが。

    • 光速度不変の原理はマイケルソン・モーリーの実験によって確かめられ たと言うこと対して異論を述べている人もいる。この実験はあくまでも地球の進 行方向に対する光の速度のずれを...

      • こういう改行の人見ると何らかの病気を疑う

        • う い ビ い む

        • テキストエディタで書いて最後に自動改行のマクロ走らせただけやろ。たぶん。 昔はメールとか改行入れないと読みにくい時代があった。

      • マイケルソン・モーリーの実験は光速度不変の原理を確かめたわけじゃないでしょ。エーテルの存在を示そうとしたけど存在しないことが分かった実験で、ついでに示唆されたのが光速...

  • ラーメンをすすっているおっさんの前を俺が光速に近い速度で通過すると何年経過してもおっさんは永遠に口に麺をすする途中の状態で止まっているように見えるけど、 おっさん自身は...

    • 逆だよ。永遠じゃなくて一瞬で食い終わるように見える。おっさんの10分が亜光速で動く人の1秒とかになるんだよ。

      • おっさんが超高速でラーメン食ったら俺は永遠となるわけか

    • 女性は?

  • 具体的な例を出すと、もし君が光の速さにめっちゃ近いスピードで宇宙船に乗って1年旅したとしようや。 地球におる人らからしたら、その1年が例えば10年にも20年にも感じられるか...

  • こんなの頭に入れる前に税込価格や税抜き価格を暗算できるようになった方が、100グラム単位でどっちが高いか安いかすぐ計算できるようになった方が生活ではずっと役にたつよ

  • 特殊相対性理論によるとラプラスの魔は存在しえない。 なので決定論は成立しない。

  • 光速がそれ以上早くならないって言われると、やっぱこの世界はゲームで処理速度の上限が秒速30万キロメートルなんじゃないかって思う。

  • 勉強になったー。サンクス。

  • 特殊なものから説明しないでください! 一般的なものから説明するのが社会人としての常識

    • でも「誰でも出来る」って基本姿勢がOJTの真髄ですよね?

  • 読みづらいので先に出力した文章を標準的な日本語に変換してください

    • あらあら都の言葉もわからはらへんにゃ、こらこまったおひとやなぁ

  • この辺のこと聞くには一昔前ならゆっくり動画だったけど今では chatGPTがいちばんやな あいつら間違いなく人類より物理法則について深く理解してるからな

    • ゆっくり動画で勉強してた情弱がChatGPTに流れたならまあ進化か

    • 毎日GPT4-oと物理の話してるけど、結構ウソ言うで。それでも大筋では合ってることのほうが多い

      • o1-ブレビューはどうなん

        • o1-previewが強いのは論理的思考力であって知識量じゃないから変わらんよ。むしろ遅い分使いにくい。プログラミングはかなり優秀だけど長いプロンプトには弱いので4oとそんなに変わら...

      • 単純に何かについて説明して、っていうだけだと嘘混ぜられても わからんけど、chatGPTがいいのは対話できるところだから 「それってこういうこと?」て自分の理解を説明しつつ聞き返...

  • マジでこういうの分かりやすいと思わない 数式使ったほうがはるかに分かりやすいと思うんだが 分かりやすいって言ってる人は読んで言ってるの?

  • 一方俺が時間かけて書いた増田はブクマ1。 もうAIに任せたらいいんじゃない?って思ってしまう。 うわーん😭 相対性理論増田 https://anond.hatelabo.jp/20241006225346

    • やっぱりAIチャットは既によく知られていることを分かりやすく説明するのが上手いよね。 人間はちゃんと自分で調べて新しいことを書かないとね。

    • は?俺が書いたんだが?? 勝手に人の増田をAIが書いたことにするな👿

    • 気付いてないかもしれんけど ブクマしてんのもAIやで

    • 光速度不変は法則というより原理で、AIはこういう用語の間違え方しないから人間くさいと思った反面、E=mc2出してこなかったあたりはAIくさいなって思った。 でも、こうやって教えても...

    • でもキモくて金のないオッサンが自己実現を可能にする手順は書いてくれないんですよね

    • なぜ泣く? 時間をかけずに良い結果を出す方法を見つけたということじゃないか。

    • AIをこき使う才能があるってことじゃん うらやましい

    • あとAIはギャグセン低めなので、まだ人間はAIに勝てると思います。 ブコメのこいつ、大喜利AIのこと知らんの引いたわ 知識が足りないでいっちょ噛みする奴ってどの時代にもいるんだ...

  • 相対性理論(Soutaiseiriron)は、日本のバンドやねん。2006年に結成されて、独特な音楽スタイルと歌詞で人気を集めてるんやで。メンバーは、ボーカルのやくしまるえつこさんを中心に、...

    • 発想としては悪くないけどパンチに欠けるかな。もっと短くて良いと思う。こういうのは密度薄くして表とかビジュアルで勝負するべきかもね。40点

    • (もう少し詳しく教えてください)

    • タルトタタンについても教えろ😡

      • タタン姉「歳とってからもう身体がしんどい」 タタン妹「ほんにのう、よう立たんで」 ※姉妹がつくったのは本当

  • 橋本幸士乙

  • これをみて私が理解できたかどうかは不明だが、全文目を通すことができたので、生成AIの要約力はともかく関西弁の入りやすさというか気軽さはすごいと思った

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