アインシュタイン①

手つかずの崖に張り付く山法師

足許をぽつんとしゃがと岩煙草

枯れ枝が作り出したる夏の谷(やつ)

丸窓や夏ならではの緑色

梅雨空を自然と歴史のお接待

 

■3か月でマスターするアインシュタイン①初めまして！アインシュタイン

アインシュタインの思考をたどり　彼の魅力に迫る番組

東京学芸大学教授　小林晋平

 

ブラックホールって聞いたことありますよね

黒板の数式はある種類のブラックホールを表す数式

アルベルト・アインシュタイン(1879－1955)

 

タイムマシン　ワープ　宇宙の果て　ブラックホール

スマートフォン　カーナビ　ソーラーパネル　理論が活かされている

 

難解な科学　ユニークな手法で解説　知的な冒険旅行

人類が到達した最高点の教養を本当に知らなくてもいいんですか

 

第１回　初めまして！アインシュタイン

第２回　光より速いものはない？

第３回　タイムマシンは夢じゃない！？

第４回　月もりんごも落ちている？

第５回　時間はのびる？空間が曲がる？

第６回　世界一有名な式　E＝mc²って？

第７回　ブラックホールの正体は？

第８回　宇宙の果てはあるの？

第９回　アインシュタインが残した宿題って？

第10回　「神はサイコロを振らない」って？

第11回　世界は「何」でできている？

第12回　果てしない知の冒険へ

 

アインシュタインで思いつくワード

ベロ出し　相対性理論　

ブラックホール　ビッグバン

量子力学　ミクロ

これらのすべての祖

 

現代科学のさまざまな分野で活躍

普通の物理学者はひとつの理論の中の一部分を研究

ところがアインシュタインは一つの理論をいくつもつくっている

レジェンド中のレジェンド

 

1905年　アインシュタイン奇跡の年

3月「光量子仮設」

5月「分子の大きさの決定法」

6月「特殊相対性理論」

9月「質量とエネルギー」

12月「ブラウン運動」

 

当時　特許局に勤務

特殊相対性理論　「時間」や「空間」は相対的

一般相対性理論　特殊相対性理論より普遍化

空間が曲がり時間の流れも変わる

世界中でニュースに　時の人となる

 

量子力学　相対性理論　統計力学　の出発点になっている

研究仲間　議論できる仲間がいた

物理学者は意外と議論をたくさんする

最後のピースをはめたのはアインシュタイン

 

奇跡の年(1905年)

アインシュタインが26歳の時に数々の議論を発表した

物理学者はみな26歳を意識している

 

体感！相対性理論

相対性理論の世界を体感　自転車運転中に相対性理論が潜んでいる

自転車に乗っていた人に流れている時間は微妙に遅くなっていた

ちょっとだけ時間の進み方がゆっくり

この時点でスタッフは光る棒を振って「わからない」をアピール

相対性理論によると早く動くほど時間の進みが遅くなる

時間のズレ　

小林先生が感じる時間＝Δt

　　　　　　　　　　　　⇧ギリシャ文字でデルタ＝d

　　　　　　　　　　　　英語のアルファベットだったらd　ギリシャ文字だとΔ

　　　　　　　　　　　　difference 差　time

あるところからあるところまでの時間の差のことをΔtと書く

t=1s～t=3s　時間の間隔　Δt=2s

Δt=30秒間second　小林さんに流れていた時間

Δt=30秒間　時速10km

福田さんに流れた時間は記号を変えてτﾀｳで書きましょう　Δτ

小林さんの時間Δtと福田さんの時間Δτは異なる！？

観測する時間と流れる時間のズレ

Δt―Δτ＝Δt―√1―(ひ/C)Δt

具体的に計算してみたらどのくらいになるか

0,0000000000000013

Δt―Δτ(小林さんの時間―福田さんん時間)＝約０,0000000000000013秒

この時間だけ小林さんと比べて福田さんに流れる時間はゆっくりになった

老化のスピードがちょっとだけ遅くなった

 

相対性理論　動いている人と止まっている人で流れる時間が変わる

自転車で走る　時間のズレは極承

物凄く長い時間観測すれば　当然ズレは大きくなっていく

ロケットで速い速度で進んでみれば事情が変わってくる

時速4万km　1年間　0.022秒　ロケットの中の人は遅くなる

当の本人は分からない　周りの人と後で比べてみたら「あ違う」って分かる

Point！

相対性理論より

移動する速さで流れる時間が異なる

 

15cmの台に乗った人とそうでない人とでは流れる時間が微妙に違う

台に乗った人に流れる時間がちょっとだけ早くなっていた

どのくらいズレたのか❓

15cmだけ地球の中心から離れた　ちょっとだけ重力が弱気なっている

重力が弱いと時間お進み方が早い

重力が強いと時間の進み方がゆっくり

 

Point！

相対性理論より

重力の大きさによって流れる時間が異なる

 

15cmでどのくらいの差が生まれたか

Δt＝1秒　10⁻17　0,000000000000000016秒の差が生じる

 

台に乗った人は微妙に老けた

重力によっても時間の進み方は変わる

相対性理論から分かっていること

 

ちょっと一息　アイン豆

奈良にある老舗ホテル　ここにアインシュタインゆかりの品がある

アインシュタイン本人が弾いたピアノ

日本の学者たちに招かれ1922年初来日

奈良には2泊3日滞在

宿泊先のホテルではピアノを奏で過ごした

今も大切に保管されている

 

思考実験にトライ！

思考実験：特定の状況を想像し　頭の中だけで行う実験

アインシュタインが考えた思考実験で1つ非常に有名なものがある

 

Question1

エレベーターのロープが切れたら中にいる人はどうなる？

空中にぷかぷか浮いているような感じがする

Answer

エレベーターに足がついたまま　重力を感じない状態になる

アインシュタイン28歳の頃　思いついた

思考実験が大きな発見に

 

小柴昌俊(1926－2020)

素粒子「ニュートリノ」の観測に世界で初めて成功

2002年にノーベル物理学賞を受賞

 

Question2

摩擦がなかったらどうなるのか？白紙が正解

摩擦がなかったら書けない

 

想像力を働かせることが大切で知識には限界がある

でも想像力は世界を包み込む

考え続けるということが重要

今　生成AIとかたくさん出てきた

これからどんどん科学の世界　物理の世界が変わっていく

今、これまでの物理の総復習する時期に当たっているのでは？

 

まとめレポート

箱に乗るとちょっと老ける