第10章特殊相対性理論Special Relativity原書 p.315–338

INTRODUCTION Have you ever dreamed of traveling to other planets in faraway star systems? The trip might seem possible by traveling fast enough, but you will read in this chapter why it is not. In 1905, Albert Einstein developed the theory of special relativity. Einstein developed the theory to help explain inconsistencies between the equations describing electromagnetism and Newtonian mechanics, and to explain why the ether did not exist. This theory explains the limit on an object’s speed among other implications.

はじめに 遠い恒星系にある他の惑星へ旅することを夢見たことがあるだろうか。十分に速く進めばできそうに思えるが、なぜそうならないのかをこの章で読むことになる。1905年、アルベルト・アインシュタインは特殊相対性理論を作り上げた。アインシュタインがこの理論を作ったのは、電磁気を記述する式とニュートン力学の間の食い違いを説明し、エーテルが存在しない理由を説明するためだった。この理論は、他の帰結とともに、物体の速さに限界があることを説明する。

Relativity is the study of how different observers moving with respect to one another measure the same events. Galileo and Newton developed the first correct version of classical relativity. Einstein developed the modern theory of relativity. Modern relativity is divided into two parts. Special relativity deals with observers moving at constant velocity. General relativity deals with observers moving at constant acceleration. Einstein’s theories of relativity made revolutionary predictions. Most importantly, his predictions have been verified by experiments.

相対性理論は、互いに相対運動する観測者が、同じ出来事をどのように測定するかを扱う。ガリレオとニュートンが古典的な考え方を築き、アインシュタインが現代の理論を発展させた。現代の相対性理論には、特殊相対性理論と一般相対性理論がある。特殊相対性理論の出発点は、互いに等速直線運動する慣性系での観測である。一般相対性理論は、重力を時空の幾何学的性質として捉える。これらの理論から導かれた革新的な予測は、実験や観測によって検証されてきた。

In this chapter, you learn how experiments and puzzling contradictions in existing theories led to the development of the theory of special relativity. You will also learn the simple postulates on which the theory was based; a postulate is a statement that is assumed to be true for the purposes of reasoning in a scientific or mathematic argument.

この章では、実験と、既存の理論に潜んでいた不可解な矛盾が、どのようにして特殊相対性理論の成立へつながったかを学ぶ。またこの理論が置いた単純な前提についても学ぶ。前提とは、科学的あるいは数学的な議論を進めるうえで真だと仮定される言明のことである。