本書は光とエネルギー、質量、空間、時間、そして重力についての本であり、特殊相対性理論も一般相対性理論も、くわしく紹介しています。100以上のカラー図解とともに、たくさんの「思考実験」を提供しました。それにより、物理学者がどうやってモデルを作成して、解答していくのかを説明していきます。この思考実験という考え方は、アインシュタイン自身が頻繁に使いました。これによって、理論を物理的かつ幾何学的な直感で理解できるかたちで紹介しました。
曲がった空間・時間と徹底的に向き合おう
『イメージできる相対性理論』
著者：飛車来人（ひしゃ くると）
定価：1600円（税込み） 刊行：2009年5月 ISBN：978-4-7973-5069-2
＜著者プロフィール＞
飛車来人（ひしゃくると）
理学博士。1965年生まれ、ドイツ出身。アーヘン工科大学卒業、ETHチューリッヒ工科大学修士課程修了。複合システム・マックス・プランク研究所、東京大学大学院工学系研究室、三菱総合研究所先端科学研究所などで研究員をつとめる。現在、 徳山工業高等専門学校 機械電気工学科准教授として物理や数学を教えている。
＜著者からのメッセージ＞
「私が物理を志すきっかけになったのは、10代半ばのころ、近所の図書館で読んだ相対性理論の本でした。そのとき、その本に適切な説明がなく、理解できずに読み終えたこの理論をきちんと理解したいと思い、物理を自分の専門としました」。
＜著者のサポートサイト＞
誌面では省略した数式などを順次掲載していく予定です。
http://www.h4.dion.ne.jp/~hisha/
＜目次＞
第1章 光、物質とエネルギー
1.1 光線
1.2 相対性の第1法則：等速直線運動に、絶対的な意味はない
1.3 光速を計る
1.4 相対性の第2法則：光速は絶対的な定数
1.5 光より速い？
1.6 理論 対 実際
1.7 質量と慣性
1.8 慣性と重さ
1.9 エネルギー
1.10 質量と運動エネルギー
1.11 静止質量と運動エネルギー
1.12 単純なエネルギーの質量
1.13 質量とエネルギーの等価
1.14 情報にはエネルギーが必要
第2章 光、時間、質量と長さ
2.1 光と時間
2.2 ガンマ係数
2.3 誰の時計が遅れるのか？
2.4 光、時間と長さ
2.4.1 速度が向かう方向の長さ
2.4.2 速度が向かう方向と、それに対して垂直な方向の長さ
2.5 「同じ時刻」と？
2.6 時間と質量
2.7 速度の加法
第3章 光、電子と磁気
3.1 電荷と速度
3.2 電荷と磁石
3.3 電場と磁場
3.4 電流からの磁場
第4章 加速と慣性質量
4.0 加速の導入
4.1 回転運動：双子逆説1
4.2 回転運動：ユークリッド幾何学ではない
4.3 直線運動
4.4 固有時と慣性：双子逆説2
第5章 慣性と重力
5.0 慣性と重さの関係
5.1 重力は、力ではない等価原理
5.2 重力が時空を曲げる
5.3 時空の曲がり方を計る
第6章 等価原理
6.1 重力と時間
6.2 曲がった時空の中の固有時：双子逆説3
6.3 曲がった時空でのまっすぐな運動
6.4 完全球の重力を受けている長さ
6.5 完全球の周りの重力
6.6 重力を受けている質量
6.7 重力を受けている光
6.8 ブラックホールの手短な紹介
6.9 等価原理のまとめ
第7章 質量の重力発生方法
7.1 孤立した雲の重力
7.2 アインシュタインの重力方程式
7.3 圧力の参加
7.4 速度の参加
7.5 外の質量も参加
7.6 局所的な時空と、全体的な時空
7.7 アインシュタインの重力方程式の解き方
第8章 アインシュタインの重力方程式を解く
8.1 重力が運動法則を引き起こす
8.2 完全球の中の重力
8.3 球形の空洞の平らな時空
8.4 完全球外の重力
8.5 シュヴァルツシルト厳密解
8.6 ニュートンの重力法則
第9章 一般相対性の活用
9.1 ブラックホール
9.2 光線の曲がり：弱い重力1
9.3 ケプラーの法則
9.4 惑星の軌道が曲がる：弱い重力2
9.5 ブラックホールの近くの強い重力
9.6 重力波
9.7 重力のエネルギーはどこか？
9.8 宇宙のビッグバン
9.9 真空のエネルギーと重力 186
第10章 最後に
第11章 付録
11.1 重要な数値
11.2 単純なエネルギーの詳細
11.3 小速度の相対性
11.4 増加している質量から速度加法定理
11.5 アインシュタイン重力方程式のテンソル
