物理学の大テーマである、アインシュタインの「相対性理論」をトコトンわかりやすく解説する。 根本的な世界の成り立ちから、ノーベル物理学賞ほぼ確実の重力波観測、ブラックホールの秘密、タイムトラベルの可能性まで見えてくる！ 【目次】 第1章 相対性理論って、いったい何なの？　ー相対性理論の基礎知識 ・相対性理論は「時空の物理学」である　ー「役者」だけではなく「舞台」もキャスト？ ・2種類の相対性理論　ー時間・空間・物質の真の関係が明らかに！ ・相対性理論から広がる世界　ー未知の物理現象を次々と予言 第2章 時間の流れ方は人それぞれ　ー特殊相対性理論の世界 ・光の速度が常に一定に見える不思議　ー光はニュートン力学の異端児 ・アインシュタインが示した「同時刻の相対性」　ー「同時だったよね？」「いや、同時ではないよ！」 ・動いている時計はゆっくり進む　ー時間の遅れは「お互いさま」 ・「長さ」も運動によって変わる　ー素粒子の寿命の変化が教えてくれること ・物質が秘める巨大なエネルギー　ーなぜ、ロケットを光速以上に加速できないのか？ 第3章 物質と時空は不可分である　ー一般相対性理論の世界 ・特殊相対性理論をバージョンアップしよう　ー加速度運動や重力も取り扱える理論を作る ・加速度で重力を消すことができるか？　ー自由落下する飛行機の中で起きること ・物質があると周囲の時空が曲がる　ー重力は時空の曲がりが生み出す力だった！ ・一般相対性理論を検証する　ー日食の観測で時空の曲がりを確かめる ・重力は時間の進み方を遅らせる　ー相対性理論に基づく補正がGPSを支える ・双子のパラドックスを解き明かす　ー宇宙旅行をすると歳をとらない？ 第4章 重力の極限を探る　ー相対性理論とブラックホール ・一般相対性理論から予言されたブラックホール　ー重力の強さと脱出速度の関係 ・ブラックホールは星の死後の姿だった　ー星の進化とブラックホール ・ブラックホールの構造を探る　ー命知らずの宇宙飛行士、ブラックホールを探検する ・ブラックホールの内部はどうなっている？　ーすべての物理法則が破綻する奇妙な点 ・ブラックホールから脱出することができる？　ー回転しているブラックホールの構造 ・ブラックホールが蒸発する　ーブラックホールに量子論を適用する 第5章 宇宙は膨張していた　ー相対性理論と宇宙論 ・アインシュタインが考えた宇宙の姿　ー宇宙を「永遠不変の存在」と考える ・宇宙膨張の証拠が発見される　ーハッブルの法則が意味すること ・宇宙の「形」からわかる宇宙内の物質・エネルギー量　ー宇宙の曲率が示すもの ・宇宙は火の玉のような状態で始まった　ービッグバン宇宙論の登場 ・宇宙は生まれてすぐに急膨張を遂げた　ー素粒子論的宇宙論の登場 ・宇宙の「本当の始まり」を求めて　ー最新理論が説明する宇宙誕生の様子 ・宇宙の年齢は138億歳だった　ー観測的宇宙論による宇宙年齢の決定 第6章 重力波天文学が拓く未来　ーついに解けた！ アインシュタイン「最後の宿題」 ・重力の変化を伝える波・重力波　ー予言から100年後の初直接観測 ・間接的に証明されていた重力波の存在　ー連星パルサーの重力波放出 ・重力波の直接観測に挑む　ー重力波望遠鏡のしくみ ・初の重力波GW150914の正体　ー連星ブラックホールから発生した重力波 ・原始重力波を探す　ーインフレーション理論の「ダメ押し」となる証拠 第7章 タイムトラベルの可能性　ー相対性理論は時間旅行を禁じていない ・未来へのタイムトラベルは頻繁に行われている　ー高速移動や重力の影響で未来の世界に行ける ・過去へのタイムトラベルと因果律　ー未来が過去へ影響することは起こりうる？ ・過去へのタイムトラベルの実現方法を探る　ーカギとなるのは超光速移動 ・ワームホールとタイムトラベル　ー時空の虫食い穴を通って過去を訪れる ・因果律の問題をどう解決するか　ー訪れたのは別の宇宙の過去だった？

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