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特殊相対性理論(Special theory of relativity)は、特殊相対論(Special Relativity)ともいい、1905年にアルベルト・アインシュタインが発表した物理学の理論。光速度不変の原理と特殊相対性原理を理論的支柱としている。
ガリレイの相対性原理によると、慣性系では、力学の法則が同じように成り立つ。たとえば、加速していない電車の中で玉を落としたときの運動と、地上で玉を落としたときの運動は同じように見える。すなわち、どちらがわでも、自分の落とした玉が垂直に落ちるように見える。
では、「電磁気学の法則はどうなのか?」力学と同じように、「ガリレオの相対性原理に従うのか?」という疑問が、特殊相対性理論の出発点になった。電磁気学の法則では、光の速度は一定である。地上で図った光の速度はcである。これはマックスウェルの方程式が正しいかぎり、自動的に導かれる。では、光に近い速度で進んでいる、加速していないロケットの中で、前に向かって光を発すると、その速度はロケットからはどう見えるのか?アインシュタインは、思考実験により、「電磁気学でもガリレイの相対性原理はなりたつ。よって、光の速度はcに見える。」と考えた。では、「そうなるためにはどうなればよいのか?」という疑問への答えが、特殊相対性理論である。
「光の速度に近い、加速していないロケットから、光の速度がcに見えるようにするためには、どうすればよいか。」アインシュタインの答えは、「ロケットの時間が地上と同じように進むとすると、ロケットからは光の速度がのろく見えてしまう。よって、ロケットの中では、時間の進み具合が遅いとしてしまえばよい。」というものだった。このように考えると、確かに、ロケットからも光の速度が地上と同じcに見える。しかし、このような考えはそれ以前の考え方とまったく相容れないので、大論争を引き起こした。
特殊相対論の帰結である結果の一部は「ローレンツ変換」として知られているが,アインシュタインはローレンツの結果とは別に(というか知らずに)マックスウェルの方程式に基づいてローレンツ変換の式を導いていた.
また,光速度が不変なCであることは有名なマイケルソン・モーレーの実験により確かめられた。 彼らは死ぬまで実験精度を高めるために努力し実際にその成果があったことも有名である.
賢い人の加筆・修正を待つ。
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