相対性理論

本書は『講談社基礎物理学シリーズ』の第9巻であり、相対性理論という物理学分野を詳説するものです。 相対性理論とは、有名なアインシュタインが1905年（特殊相対性理論）と1916年（一般相対性理論）に提唱した理論です。光の速さや宇宙全体の構造といった壮大なスケールの物理現象を扱う、物理学の中でも特にエキサイティングな分野です。本書は、普通の力学の常識と異なった面白い現象が現れることを、例題とその解説で示し、読者に魅力を感じていただける本になっています。 本書は、「特殊相対性理論」で終わってしまう教科書が多い中、「特殊相対性理論」と「一般相対性理論」の両方を解説しています。一般に難解といわれる「一般相対性理論」をかみくだいて易しく説明しましたので、ぜひチャレンジしてみてください。 第1章　特殊相対性理論への道 1.1　奇跡の年　1.2　特殊相対性理論前夜：相対性原理　1.3　特殊相対性理論前夜：光速度 第2章　特殊相対性理論の基本原理と時空図 2.1　相対性原理と光速度不変の原理　2.2　時空図と同時性 第3章　k計算法を用いた特殊相対性理論の解法 3.1　k計算法　3.2　時間の延び　3.3　時計のパラドックス　3.4　速度の和　3.5　ローレンツ変換　3.6　ローレンツ収縮　3.7　ドップラー効果 第4章　不変間隔とローレンツ変換 4.1　不変間隔　4.2　時間的，空間的　4.3　時間の延びと固有時間　4.4　ローレンツ変換 第5章　4元ベクトルと特殊相対論的運動論 5.1　ニュートン力学とベクトル，スカラー　5.2　ミンコフスキー時空と4元ベクトル，スカラー　5.3　運動方程式　5.4　4元運動量とエネルギー・質量の等価性　5.5　光子 第6章　粒子の運動 6.1　エネルギー・運動量保存則　6.2　原子核の結合エネルギー　6.3　粒子の崩壊　6.4　粒子の衝突 第7章　一般相対性理論 7.1　一般相対性理論への道　7.2　等価原理　7.3　一般相対性原理 第8章　一般相対性理論の効果 8.1　重力による時間の延び　8.2　重力による赤方偏移　8.3　重力による光の曲がり 第9章　テンソル解析 9.1　一般座標変換　9.2　スカラー・ベクトル・テンソル　9.3　微分　9.4　曲率　9.5　メトリック 9.6　測地線方程式 第10章　アインシュタイン方程式 10.1　場の方程式　10.2　エネルギー・運動量テンソル　10.3　一般相対性理論の重力場方程式 第11章　球対称時空 11.1　アインシュタイン方程式を解く　11.2　シュヴァルツシルト解　11.3　シュヴァルツシルト半径　11.4　シュヴァルツシルト解の性質　11.5　ブラックホール 第12章　一般相対性理論の検証 章末問題解答