質問: 一般相対性理論 wikiを読んで教養を深めようとしています。 一般相対性理論の原理が6つかあります。 そしてアインシュタイン方程式があります。 (1) アインシュタイン方程式は、6つの原理を全て含んでいますか? (2)光速が定数であることは証明できますか?
回答: >(1) アインシュタイン方程式は、6つの原理を全て含んでいますか? >・一般相対性原理(general principle of relativity) >・一般共変性原理 この二つはほぼ同じでアインシュタイン方程式を導出する原理です。 >局所的ローレンツ共変性原理 (local lorentz invariance) これも手法という意味でほぼ同じですね。局所的に特殊相対論が成立するという手法を用いて、一般相対論が導かれます。 >・時空は曲がっている(歪んでいる):(重力の発生原因として考える) これは原理ではありません。一般相対論の結論のひとつです。 >・時空の曲率は物質に起因する:(アインシュタイン方程式として結びついた) 物質というよりエネルギーですが、要は重力が質量由来であるというニュートン理論を包含した一般相対論ですから、当然の仮定であり、結論です。当然、アインシュタイン方程式の導出に必要です。原理とはいえないかもしれません。 >(2)光速が定数であることは証明できますか? できません。特殊相対論では、これは原理です。特殊相対論を包含する一般相対論でも局所的には原理です。大域的には重力=加速度により光速度は変化します(だから重力で光は曲がったりする)。物理学はhowを記述し、whyは気にしません。 ちなみにウィキペディアだけじゃ駄目ですよ。何を勉強すればよいかの指針にはなりますが。「時空と重力(藤井保憲)」などは良い入門書です。これで大体のところが飲み込めたら、ディラックの「一般相対性理論」を読破すれば、たいていの教科書は読めるでしょう。