物理学では、相対性理論の原理は何ですか？

相対性理論では、観測者の位置や速度に関係なく、物理学の法則が同様の条件で同じように機能すると考えられています。 相対性理論は、一般相対性理論や特殊相対性理論と混同すべきではありませんが、これらの理論はその原理を基礎として使用しています。 これらの理論は20世紀に開発されました。 相対性理論の原理ははるかに早く理解され、「ガリレオの船」として知られる有名な例でガリレオによって例証されました。アインシュタインの光への相対性理論の適用は、彼の画期的な相対性理論につながりました。

何世紀にもわたって、科学は宇宙のプトレマイオスのモデルによって制約されていました。そこでは、すべての星と惑星体が地球を周回すると信じられていました。 コペルニクスは1500年代に太陽が中心体である可能性が高いことに気付いたが、この信念は宗教的および科学的権威によって反対された。 彼らは、地球が動いている場合、これは人間が観察できる効果を生み出すと主張した。 たとえば、建物から落下したオブジェクトは、建物の西のどこかに着陸します。これは、オブジェクトが落下している間に惑星が東に回転したためです。

1632年に執筆したガリレオは、この議論を雄弁な思考実験「ガリレオの船」で反reしました。この例では、高速船で滑らかな海を旅する人々は、船が動いているのか休んでいるかを知ることができません窓のないキャビンに囲まれています。 飛行中の昆虫、ボウルに入れた魚、投げられたボールなど、キャビン内のオブジェクトは、船の外部の動きに関係なく同じ動きをします。 言い換えれば、それらの動きは、外部要因ではなく、環境に関連します。 同じ原則が地球にも当てはまります。これが、人々が惑星の自転の力によってひっくり返されない理由です。

同世紀後半に働いていたアイザック・ニュートンirは、相対性理論を他の惑星体と一般的な運動力学に適用しました。 これは彼が彼自身の理論を形成するのを助け、それが現代科学の多くの基礎となった。 何世紀にもわたって、科学の進歩は一般に、すべてのものを測定できる安定した不変の基準点があるという安心感から離れていました。 代わりに、科学は「固定された」基準点がないことを繰り返し証明しています。 すべては他の何かに関連して測定する必要があります。

20世紀初頭でも、多くの科学者は宇宙が「エーテル」と呼ばれる安定した媒体で満たされていると信じていました。しかし、アインシュタインと他の科学者は相対論の原理が物理学のすべての法則に適用され、有名な相対性理論につながることに気付きました。 これらの理論の本質は、物質、エネルギー、時間、さらには空間自体が一定ではなく、適切な条件で変化する可能性があるということです。 アインシュタインは、これらの理論を測定および確認するために使用できる唯一の普遍的な定数であると認識しました。 ガリレオの船の古典的なモデルは、宇宙船に時々適用されて、原理を説明しています。この原理では、宇宙の物体の動きは他の物体との関係でのみ測定できます。