2023.09.22

TEDx要約:一般相対性理論の力

marugotoyoten

アメリカの理論物理学者であるゲーリー・T・ホロウィッツが「一般相対性理論の力」について語りました。この動画の要点と要約をまとめました

スピーカー

ゲーリー・T・ホロウィッツ

専門分野:弦理論と量子重力
経歴:経歴は長く、物理学の分野で重要な貢献をしている。

３つの要点

要点１
アインシュタインの一般相対性理論は、物質が宇宙と時間を伸ばし、ねじ曲げることを教えてくれる。
要点２
一般相対性理論は、時間のねじれを予測し、GPSなどの実用的な応用に影響を与える。
要点３
一般相対性理論は、ブラックホールの存在を予測し、宇宙で最もエネルギッシュな現象を生み出す。

要約

アインシュタインの一般相対性理論と宇宙と時間の関係
アインシュタインの一般相対性理論は、100年前に発見され、太陽のような巨大な物体のそばを通過すると光が曲がることを教えてくれます。この理論は1919年に確認されましたが、当時の測定は非常に正確ではありませんでした。今日では、アインシュタインの予測をはるかに正確に確認しています。一般相対性理論の驚くべき点は、宇宙と時間との関係です。この理論によれば、物質は宇宙と時間を伸ばし、ねじ曲げ、そして重力は物体がこの宇宙の曲率に対する反応です。

一般相対性理論が時間と実用的な応用に与える影響
一般相対性理論は、空間の曲がりだけでなく、時間のねじれも予測します。実際、巨大な物体のそばでは時間が遅くなります。これは正確な原子時計を使用して測定されています。この現象は、グローバル・ポジショニング・システム（GPS）に実用的な応用があります。GPSは、原子時計を搭載した衛星を使用して、位置と時間の情報を連続的に送信します。これらの衛星からの信号を受信することで、GPS受信機は一般相対性理論によって予測される相対論的な効果を考慮に入れて、地球上の位置を正確に決定することができます。

魅惑的なブラックホールの世界
一般相対性理論はまた、ブラックホールの存在を予測します。星は、巨大なガスの雲が自身の重力によって崩壊することで生まれます。最終的に、星は核燃料を使い果たし、重力の力によって崩壊し、ブラックホールを形成します。ブラックホールは、光を含む何もがその引力から逃れることができないほど密度の高い物体です。天文学者は、銀河の中心にある超巨大ブラックホールを含むさまざまなサイズのブラックホールを発見しました。これらのブラックホールは回転し、強力なエネルギーのジェットを放出し、宇宙で最もエネルギッシュな現象です。

一般相対性理論と超伝導の驚くべき関係
近年、研究者は、一般相対性理論を弦理論と組み合わせることで、重力以外の現象を記述できることを発見しました。驚くべきことに、一般相対性理論は超伝導体の性質を再現することができます。超伝導体は、非常に低温で電気を損失することなく伝導する材料です。一般相対性理論の文脈でブラックホールを研究することで、研究者は超伝導体の基本的な性質を再現できることを発見しました。これにより、電気を輸送する方法を革新する可能性があり、新たな超伝導体の材料を理解し、発見するための新しい可能性が開かれました。

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