質問: 距離 ÷ 時間 ですよね? でも光速は常に一定やから左辺が固定値になって、辻褄合わせの為に光速で動く物体の距離や時間が変化するってのが相対性理論って教わったんですけど、合ってるんですか? なんか2種類あるみたいですが
回答: まあだいたいそんな感じです。 光の速さを一定とすることで時間の遅れという現象が発生します。 また時間の遅れの辻褄を合わせるために長さの収縮という現象も発生します。 光速度不変の原理は「特殊相対性理論」の前提の一つです。 特殊というのは少しでも単純にするために、重力を一切考えず速度変化の無い状態をベースにした理論だからです。 速度一定の状態ならその速度に関係なく、その中で何をやっても止まってる時と変わらない結果になるという前提(特殊相対性原理)と光速度不変の原理が正しいとすると、従来の法則はどう書き換わるかというのが特殊相対性理論です。 これによって、速く動いている物ほど時間が遅く進んでいるように見える、速く動いている物ほど長さが縮んで見える また速さによって時間や長さが変動する関係で、速度の合成は単なる足し算では表わせない→どれだけ速度を重ねても決して光速には到達しない などの結論が導かれました。 特殊相対性理論が完成した後に、重力理論を加えて時空を扱う理論に発展させたのが「一般相対性理論」です。 特殊相対性理論は単純化された理論なので高校レベルの数学でも扱えますが 一般相対性理論は非常に高度になり、理系大学レベルの数学知識が必要になります。 一般相対性理論では加速度運動による慣性力(電車やエレベーターが加速したり減速したりする時に感じるアレ)と重力は同じようなもんだというアイデア(等価原理)をもとにして 重力を従来の万有引力とは全く違う考え方(質量により発生する時空のゆがみが重力の正体)で考え直しています。 それにより、万有引力では考えられなかった「光は重力で曲がる」という予言をし、それは実際の観測で確かめられました。 (それが後にブラックホールの理論を産みます) 一般相対性理論は特殊相対性理論の発展形なので、2種類あるというよりは正確には特殊相対性理論は一般相対性理論に含まれる形となります。