たった１０時間で『相対性理論』が理解できる！「遅れる時間」「双子のパラドックス」などのテーマごとに、楽しくわかりやすく解説。 ホーキング博士の難解な宇宙論がブームになったことは記憶に新しい。そんな難解な理論の代表格が、ホーキング理論の基礎でもあるアインシュタインの「相対性理論」ではないだろうか。　実は、相対性理論は彼がいなかったら成立しなかったというわけではない。その発表とともに世界の学者たちが「ああ、そうだったのか」と、直ちに理解したのである。別の見方をすれば、相対性理論は天才しかわからないものではなく、素直に考えればなるほどそうだったのかと誰でも思えるものなのだ。　本書は、従来の解説書と違い、数式をできるだけ使わず、イラストや図解を多用することで、スラスラと理解できる入門書。あなたをアインシュタインの不思議で謎に満ちた世界へと誘います。　全体を１０章に分け、「アインシュタインの生涯」「遅れる時間の不思議」「双子のパラドックス」などのテーマごとに解説。楽しく読み進むだけで理解できるように構成された画期的な一冊。

まえがき A　動いている物体の電気力学……（A. アインシュタイン） Ⅰ．運動学の部 　§1．同時刻の定義 　§2．長さと時間の相対性 　§3．静止系から，これに対して一様な並進運動をしている座標系への座標および時間の変換理論 　§4．動いている剛体，ならびに時計に関する変換公式の物理学的意味 　§5．速度の合成則 Ⅱ．電気力学の部 　§6．真空中におけるマックスウェル・ヘルツの方程式の変換．磁場内にある物体の運動に伴って生ずる起電力の性質について 　§7．ドップラー現象および光行差の理論 　§8．光線のエネルギーの変換則．完全反射する鏡に与える輻射圧の理論 　§9．携帯電流がある場合のマックスウェル・ヘルツの方程式の変換 　§10．加速度が小さい場合の電子の力学 B　解　　説……（内山龍雄） はじめに 動いている物体の電気力学 Ⅰ．運動学の部 　§1．同時刻の定義 　§2．長さと時間の相対性 　§3．静止系から，これに対して一様な並進運動をしている座標系への，座標および時間の変換理論 　§4．動いている剛体，ならびに時計に関する変換公式の物理学的意味 　§5．速度の合成則 Ⅱ．電気力学の部 　電磁場の変換公式 　光のドップラー現象 用　語　説　明 訳　者　補　注 訳　者　注

相対性理論を理解するのに必要な知識を獲得するところから始まり、「一般相対性理論」を数式で理解できるよう、徹底的に詳しく解説。 いわゆる相対性理論にはアタマに「特殊」と「一般」とつくものがあります。「一般」というのは簡単に言うと、どのような条件でも成り立つ理論という意味であり、「特殊」な状況を切り取った理論より、はるかに複雑で難解なものになります。いまからおよそ100年前、アインシュタインはこの「一般相対性理論」を導きました。これは表面的な概念だけで語れるようなものではありません。それを表現する言語は「数式」以外にないのです。本書は、相対性理論を理解するのに必要な知識を獲得するところから始まり、はじめから一歩一歩着実に、「一般相対性理論」を数式で理解できるよう、徹底的に詳しく解説していきます。 第1章　数学の準備 第2章　物理の準備 第3章　テンソルと直線座標のテンソル場 第4章　特殊相対性理論 第5章　曲線座標のテンソル場 第6章　曲率 第7章　一般相対性理論

　本書を理解するには、特殊相対性理論に関する大体の知識さえあればこと足りる。テンソル解析にしても、スピノ―ル算にしても、本書の理解に必要な道具はすべて本書に解説してある。著者の手引きで、読者自身が、相対性理論を創りあげていくといったスタイルで話が展開されているから、じっくりと腰をおちつけて読めば、ちょうど推理小説でも読むように、一歩一歩と相対性理論の核心に進んで行くような感じをもつことであろう。 1．一般相対性理論の基礎 　§1　序論 　§2　一般相対性理論と等価原理 　§3　慣性質量と重力質量，光線の屈曲 　§4　重力による時間のおくれ，赤方偏移 　§5　計量と重力ポテンシャル 2．テンソル解析 　§6　4次元連続体 　§7　スカラー，ベクトル，テンソル 　§8　テンソル代数 　§9　計算テンソルの2，3の特別な性質 　§10　テンソル密度，反対称テンソル，デュアル・テンソル 　§11　積分，Stokesの定理，Gaussの定理 　§12　アファイン・テンソル，保存則，自由ベクトル 　§13　平行移動，測地系 　§14　共変微分 　§15　曲率 3．一般相対論的力学および電磁気学 　§16　質点の運動方程式 　§17　Newtonの運動方程式との比較，永久重力場 　§18　質点系のエネルギー運動量テンソル 　§19　重力場の中における電磁波の法則 　§20　Hamiltonの原理 4．重力場の方程式 　§21　Einsteinの方程式 　§22　Newtonの重力論との比較，変分原理 　§23　重力場の方程式と質点の運動方程式 　§24　時空の対称性，Killingベクトル，Lie微分 5．不変変分論 　§25　作用積分を不変にする変分 　§26　Noetherの第1定理 　§27　Noetherの第2定理 　§28　第2定理の応用例 　§29　重力場のエネルギー・運動量 6．重力波 　§30　弱い重力場 　§31　重力波 　§32　重力波の放射 　§33　調和振動子からの重力波放射 　§34　重力波の吸収 　§35　重力波に対するまとめ 7．Einstein方程式の厳密解 　§36　Schwarzschildの外部解 　§37　重力による光スペクトルの赤方偏移 　§38　Schwarzschild時空における惑星運動 　§39　重力場内における光線の弯曲 　§40　ブラック・ホールの近くにおける光の振舞 　§41　ブラック・ホールの近くにおける質点の運動 　§42　Kruskal座標 　§43　荷電粒子のまわりの重力場 　§44　回転している物体の作る重力場，Kerrの解 　§45　Kerrの解の性質 　§46　Kerrの特異面 8．Einstein方程式の数学的性質 　§47　Einsteinの方程式の初期値問題 　§48　束縛条件Ｇ 0μ=0 　§49　Einsteinの方程式の特有曲面 　§50　局所Lorentz系 　§51　スピノール算 　§52　特別なテンソルのスピノール表現 　§53　対称スピノールの標準分解，時空の分類 9．宇宙論への応用 　§54　宇宙論への応用 　§55　Robertson-Walker型計量 　§56　Robertson-Walker型計量の性質 　§57　Robertson-Walker型計量とHubbleの法則 　§58　Robertson-Walker型計量とEinsteinの方程式 　§59　宇宙の静的模型 　§60　動的宇宙模型 10．重力場の理論の正準形式 　§61　場の理論の正準形式の概説 　§62　重力場の正準変数 　§63　束縛条件，Hamiltonian 　§64　束縛条件の間の無矛盾性 　§65　座標条件 　§66　Poisson括弧の修正 　§67　弱い重力場の正準理論

相対性理論がたった60分で感動的にわかる！ 相対性理論がたった60分で感動的にわかる！ YouTubeチャンネル登録者数21万人突破！ 累計再生回数は2000万回超！ 様々なメディアで活躍し 話題沸騰中の教育YouTube「ヨビノリたくみ先生」が教える相対性理論入門。 アインシュタインが提唱した相対性理論を 「中学レベルの数学」を使って、 たった60分で面白く、かつわかりやすく解説する 「画期的」な相対性理論入門書が誕生！ 学生から学び直しの社会人まで、必読の一冊! 相対性理論がたった60分で感動的にわかる！ （ホームルーム１）なぜ、相対性理論を勉強したほうがよいのか？ （ホームルーム２）相対性理論は「中学数学」だけで理解できる！ （ホームルーム３）特殊相対性理論の３つのポイント （ホームルーム４）相対性理論がわかると、世の中がわかるようになる！ （ホームルーム５）相対性理論を理解するときに、一番大切なこと 第１章 「光速度不変の原理」とは何か？ ●いったい、相対性理論は何がそんなにスゴイの？ ●「光」の“大きな謎”に切り込んだアインシュタイン ●「動くもの同士」の速度の計算方法 ●「慣性系」とは何か？ ●光は「どの慣性系」からも同じ速度で見える ●光の速度で動いたら「自撮り」はできない？ ●「光速度不変の原理」まとめ 第２章 「同時の相対性」とは何か？ ●「光の速度が変わらない」と何が起こる？ ●じつは、「時間」と「距離」は「絶対的」なものではない！？ ●どうして、「時間」がズレてしまうのか？ ●「同時に起きている」のに「同時ではない」 ●(時空図①)時空図で「時間軸」を視覚化してみる ●(時空図②)慣性系の「内」と「外」で時空図は変わる ●(時空図③)２つの時空図を合わせて考えてみる ●つまり、「同時の相対性」って、どういうこと？ ●「同時の相対性」まとめ 第３章 「時間の遅れ」とは何か？ ●私たちは、それぞれ別の「時間軸」を持っている？ ●つまり、「時間の遅れ」って、どういうこと？ ●「時間の遅れ」まとめ 第４章 「空間の縮み」とは何か？ ●「光速度で進む」と、「空間」はどうなる？ ●つまり、「空間の縮み」って、どういうこと？ ●「空間の縮み」まとめ 第５章 「質量とエネルギーの等価性」とは何か？ ●じつは、「質量保存の法則」は間違い？ ●「質量とエネルギーの等価性」まとめ

　「時間と空間は，長くなったり短くなったりする」。こんな話を聞いて，信じられるでしょうか。これは，天才物理学者のアルバート・アインシュタインがとなえた，相対性理論の考え方です。相対性理論によると，1秒や1メートルの長さは，立場や状況によってかわってしまうといいます。 　アインシュタインが「特殊相対性理論」を発表したのは，1905年のことです。特殊相対性理論は，時間と空間の新理論でした。さらにその10年後，アインシュタインは，理論を発展させて「一般相対性理論」を発表しました。一般相対性理論は，重力の新理論です。相対性理論は，常識を根底からくつがえす，世紀の大理論となりました。 　本書は，相対性理論を，ゼロから学べる1冊です。“最強に”面白い話題をたくさんそろえましたので，どなたでも楽しく読み進めることができます。ぜひご一読ください！

２０００年刊行ながらまったく古びない相対性理論入門書のマスターピース『アインシュタインの宿題』をここに決定版として新書化！ 名著『アインシュタインの宿題』を加筆修正し、ここに新書化！　「主なる神は老獪だが、意地悪じゃない」「世界が理解できるという事実こそ、ひとつの奇跡だ」「誰もが自分の時間の河を持っている」…アインシュタインの残した数々の言葉をモチーフに、相対性理論、ブラックホールから、量子力学、宇宙論までをやさしく解説。おもわず目からウロコが落ちる、世界でいちばん分かりやすい「アインシュタイン」本。 光量子仮説、E＝mc2、ウラシマ効果、ブラックホール、宇宙の終焉……。あなたはアインシュタインの「問い」をどう説明しますか？ 相対性理論入門書のマスターピースと名高い『アインシュタインの宿題』を加筆修正、決定版として新書化！　 「主なる神は老獪だが、意地悪じゃない」「世界が理解できるという事実こそ、ひとつの奇跡だ」「誰もが自分の時間の河を持っている」…アインシュタインの残した数々の言葉をモチーフに、相対性理論、量子力学、宇宙論までをやさしく解説。 モリナガ・ヨウ氏のマンガとイラストも楽しい、おもわず目からウロコが落ちる、世界でいちばん分かりやすい「アインシュタイン」本。 【本書の目次】 第１章　あなたの時間、わたしの時間──相対性とはどういうことか 第２章　光と一緒に走る──光速度不変という原理について 第３章　エレベータの内と外──等価原理という考え方 第４章　なぜ星がみえるのか？──光量子仮説 第５章　時間と空間の統一──時空のダイアグラム 第６章　ウラシマ効果──同時性と時間の遅れ 第７章　最も有名なアインシュタインの式──E＝mc2 第８章　時空のカタチ──曲がった空間 第９章　ブラックホールなんか怖くない──謎の天体の秘密 第10章　生涯最大の過ち──静止宇宙とビッグバン宇宙 第11章　アインシュタインの夢──世界の法則の統一と理解

時間とはなにか?「過去から未来へと流れるもの」そして「誰にも平等に流れるもの」。それが時間だ。でも、ホントは違う。時間には、われわれの知らない「意外なヒミツ」が隠されていた。それを、初めて明らかにした。それが相対性理論だ。本書は、そんな相対性理論を、マンガでわかりやすく解説する。「難しい」とよくいわれるが、それは迷信。常識さえ捨てれば簡単なのだ。 第1章 相対性理論とは? 第2章 同時刻の相対性 第3章 時間の遅れ 第4章 長さの縮み 第5章 相対性理論の本質 第6章 E=mc2 第7章 時空図 第8章 相対性理論の「その先」 第9章 パラドックス 第10章 ニュートンからアインシュタインへ

あなたの疑問は「正しい」でしょうか。本書では、人気の「双子のパラドックス」、「ローレンツ収縮」、「事象の同時性」などなど、相対論で万人が間違えるツボを懇切丁寧に解きほぐします。わからない人にも、わかったつもりの人にも、相対論のより深い理解のために、正しい間違え方とその正し方をお聞かせします。 歴史編 同時の相対性編-ニュートンの時間とアインシュタインの時間 光速度不変編 速度の合成編 エーテル編 加速度運動編 ローレンツ収縮編 一般相対論編 質量増加編 幾何光学編 双子のパラドックス編 科学的方法論

時間と空間の常識を覆してタイムマシンなど常識外れの事象を可能にする根拠となる「相対性理論」が、絵本になりました！ 「相対性理論」の絵本だって!?　時間と空間の常識を覆してタイムマシンなど常識外れの事象を可能にする根拠となる「相対性理論」．それがなんと絵本になった．アインシュタインが提唱した，現代物理学で最も有名な理論でありながら，理解するのはなかなか難しい「相対性理論」も，この本でなら，絵を見ながらがどんなことを主張しているのかが，大まかにつかめる．子どもだけでなく，大人もきっと欲しくなる1冊． １．時間とは ２．時間を測る ３．いろいろな時計 ４．空間とは ５．速度 ６．移動 ７．基準系 ８．加速 ９．光の速さ 10．見えているのは過去のすがた 11．相対性理論 12．時間は相対的 13．時間の遅れ1：ビー玉発射実験 14．時間の遅れ2：光子発射実験 15．光時計 16．未来へのタイムトラベル 17．空間が縮む 18．ミュー粒子の旅 19．速くなると重くなる 20．光速移動 21．数式で表した世界

物理科学雑誌「パリティ」連載の《新・相対論の正しい間違え方》を単行本化。相対性理論で陥りやすい「正しい間違い」について解説。 物理科学雑誌「パリティ」で2017年4月号から2018年1月号まで連載した人気講座「新・相対論の正しい間違え方」を単行本化。既刊『相対論の正しい間違え方』（2001年刊）に続く第2弾。 本書では、相対性理論のなかでも非日常的でさまざまな論議の的になるローレンツ収縮と時間の遅れを中心に、われわれが陥りやすい「正しい間違い」を明示したうえで、その正しい解釈を述べる。 宇宙論編　ビックバンはいつ起きたか？　ビックバンはどこで起きたか？　絶対静止系は存在するか？　銀河は膨張しているか？　宇宙の大きさは138億光年か？ブラックホール編　ブラックホールで光は止まるか？　ブラックホールは星を砕くか？　ブラックホールは蒸発しているか？加速度運動編　10光年先の星に10年未満で行けるか？　10光年先の星は超光速で落下するか？　長大宇宙船はローレンツ収縮するか？　長大宇宙船をローレンツ収縮させるには？索引

第1章 ホームズと相対性理論(ホームズ、光の問題に取り組む 光の媒質「エーテル」の謎を追う ほか) 第2章 みるみるわかる相対性理論(絶対視されていた時間と空間 光の速度はなぜ一定の値になるのか? ほか) 第3章 ホームズと量子論(ホームズ、最大の苦境に陥る 天才モリアティ教授の驚異の業績 ほか) 第4章 みるみるわかる量子論(相対性理論さえしのぐ量子論のすごさ 月はどっちに出ている? ほか)

比喩やイメージではない。アインシュタインの相対性理論が、高校数学を使って、ストライクで理解できる！ 比喩やイメージではない。アインシュタインの相対性理論が、高校数学を使って、ストライクで理解できる！　すべては、光速一定の原理から導き出された。時空の概念を大きく変えた特殊相対性理論は、「光速一定」というただ一つの原理から導き出されマイケルソン・モーレーの実験の矛盾をみごとに解決しました。本書では、その導出から電磁気学との関係まで大学学部レベルの理解を目指します。 比喩やイメージではない。アインシュタインの相対性理論が、高校数学を使って、ストライクで理解できる！ すべては、光速一定の原理から導き出された 時空の概念を大きく変えた特殊相対性理論は、「光速一定」というただ一つの原理から導き出されマイケルソン・モーレーの実験の矛盾をみごとに解決しました。 本書では、その導出から電磁気学との関係まで大学学部レベルの理解を目指します。 第1部　ローレンツ変換からミンコフスキー空間まで 　第1章　相対性理論前夜――何が謎だったのか 　第2章　相対性理論の登場――アインシュタインの独創 　第3章　ローレンツ変換が教える異様な時空間――そこには常識と異なる世界があった 　第4章　ミンコフスキー空間――新しい時空間の描像 第2部　相対論的力学編 　第5章　相対論的力学の構築 　第6章　相対論的力学の体系化――4元ベクトルとテンソル 第3部　電磁気学編 　第7章　電磁気学と相対性理論――微分形のマクスウェル方程式 　第8章　電磁気学はどう変わるか？

特殊相対性原理やローレンツ変換を、具体例を通し明快に解説。近年の観測に伴う新たな知見にも触れた 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

東大卒の現役教師が書くからわかりやすい！これまでにないほどやさしく「相対性理論」を解説した一冊です！

相対性理論の深い世界へと誘う待望の書 　◇「基礎物理学選書」シリーズ完結◇ 　本書では、主に特殊相対性理論について解説した。最初に相対論の全体像を眺めた後に、個々の詳細な解説に入るという、２回繰り返して学ぶ構成となっている。読者を相対性理論の深い世界へと誘ってくれる待望の書である。 1．相対性理論の歴史 　1.1　ガリレオの相対性 　1.2　光の媒質（エーテル） 　1.3　ローレンツ収縮 　1.4　アインシュタインの相対性理論 　1.5　一般相対性理論へ 　章末問題 2．相対論的運動学 　2.1　ローレンツ変換 　2.2　走る棒は縮み，走る時計は遅れる 　2.3　波動の振舞 　2.4　ミンコフスキー空間 　2.5　ローレンツ変換は群をなす 　2.6　トーマス歳差 　章末問題 3．相対論的力学 　3.1　速度と加速度 　3.2　運動方程式 　3.3　質量とエネルギー 　3.4　電磁場における荷電粒子 　章末問題 4．電磁気学 　4.1　マクスウェルの方程式 　4.2　電磁場のローレンツ変換 　4.3　マクスウェル方程式の共変性 　4.4　電荷密度と電流密度の変換性 　4.5　ローレンツ力の変換性 　4.6　等速度運動する点電荷の場 　4.7　走る水素原子　　 　章末問題 5．４次元世界 　5.1　一般化されたローレンツ変換 　5.2　ローレンツ変換の例 　5.3　ローレンツ群 　5.4　ベクトルとテンソル 　章末問題 6．力学の共変形式 　6.1　固有時 　6.2　４元運動量 　6.3　運動方程式と共変性 　6.4　力学的ポテンシャル 　6.5　静電場における運動 　章末問題 7．電磁気学の共変形式 　7.1　電磁ポテンシャル 　7.2　電荷密度と電流密度の変換 　7.3　４元ポテンシャル 　7.4　力学の変分原理 　7.5　エネルギー・運動量テンソル 　7.6　エネルギー・運動量の変換性 　7.7　エネルギー・運動量テンソルの湧き出し 　7.8　電子のエネルギー・運動量 　7.9　トルートン‐ノーブルのパラドックス 　7.10　基本方程式の解 　7.11　走る点電荷の場 　章末問題 8．一般相対性理論へ 　8.1　アインシュタインの不満 　8.2　速く走ると重くなる 　章末問題 付録 　A‐1　平行板コンデンサーの電場 　A‐2　スピノル

光の速さ 時間 ローレンツ変換 速度の合成則 運動量の保存と質量 質量とエネルギー 特殊相対論的力学 4元ベクトル 4元運動方程式 保存法則〔ほか〕

時空図を駆使することで、相対性理論特有の現象を理解していき、相対性理論の“面白さ”を味わえる、新しい読み応えの独習書。 「時空図」を描いて、そして論理的に考える！ 基本原理と相対性理論特有の現象を結び付けて理解でき、相対性理論の“面白さ”を味わえる、新しい読み応えの独習書。 本書では、数式展開ばかりに頼るのではなく、「直線」と「双曲線」で描いた時空図を駆使して、物理的に考察していくことで、特殊相対性理論の深い理解が得られます。 理論の新たな理解の仕方に出会え、知識の整理にも役立てられるでしょう。 ・用意された式から結果を得るだけでは満足できない人 ・物理の考察や論理的思考が好きな人 におすすめです。 第1章　導入：相対性理論の輪郭 第2章　特殊相対論はニュートン力学の何を引き継ぎ，何を修正するか？ 第3章　特殊相対論の基本原理と同時刻の概念 第4章　特殊相対論の時空1：距離という概念の重要性 第5章　特殊相対論の時空2：ミンコフスキー時空 第6章　特殊相対論の帰結1：時間の遅れとローレンツ収縮の初等幾何 第7章　特殊相対論の帰結2：慣性観測者を取り換えるローレンツ変換 第8章　特殊相対論の帰結3：速度合成則 第9章　特殊相対論の帰結4：質量エネルギーとゼロ質量粒子の特徴 第10章　特殊相対論の帰結5：超光速の禁止と因果律の保持 第11章　特殊相対論の帰結6：波動のドップラー効果とビーミング効果 第12章　特殊相対論の補足：加速運動する観測者 第13章　一般相対論の基本仮説と重力：なぜ曲がった時空か？ 第14章　一般相対論の構成と帰結の例 付録A　空間座標の回転を表す行列 付録B　特殊相対論のベクトル

長年読み続けられてきた演習書の邦訳．相対性理論・重力理論を広くカバーする約500題もの問題で構成されている． 1975年に発行されて以来，相対性理論・重力理論の唯一無二の演習書として読み続けられてきた“Problem Book in Relativity and Gravitation”の待望の邦訳． 約500題もの問題から構成され，特殊相対性理論・一般相対性理論・重力理論・相対論的宇宙物理学・宇宙論をカバーしている． 重力波やブラックホールなど，技術の向上によって新たな観測や検証が続く相対性理論や重力理論． 現代でも古びることのないその理論の根幹や実践的な計算のノウハウを伝える，研究者必携の一冊． 邦訳版では，訳者による補遺として，最近の研究に関する概説も加えられている． 第1章　特殊相対論的運動学 第2章　特殊相対論的動力学 第3章　特殊相対論的座標変換，不変量，テンソル 第4章　電磁気学 第5章　物質と放射 第6章　計量 第7章　共変微分と測地線 第8章　微分幾何学：より深い概念 第9章　曲率 第10章　キリングベクトルと対称性 第11章　角運動量 第12章　重力一般 第13章　重力場の方程式と線形理論 第14章　曲がった時空での物理 第15章　シュヴァルツシルト時空 第16章　球対称時空と相対論的星の構造 第17章　ブラックホール 第18章　重力波 第19章　宇宙論 第20章　相対性理論の実験的検証 第21章　その他 付録　最近の一般相対性理論研究の進展

特殊相対性理論から一般相対性理論まで、アインシュタインが残した知の遺産を一冊で学びつくす。現代物理学の真骨頂がここにある。 重力とは何か？時空はなぜ歪むのか？高校物理レベルの知識だけを前提として読めるように、気鋭の著者が工夫をこらして解説した。特殊相対性理論から一般相対性理論まで、この壮大な知の体系を一冊で学びつくす独習書。 第I部　特殊相対論 第1章 相対性原理 1-1 静止と運動の相対性 1-2 伝播過程を考慮した議論 1-3 座標系の変換 1-4 ニュートン力学とガリレイ変換 第2章 電磁気現象の相対性 2-1 電場と磁場の変換 2-2 電磁波とローレンツ変換 第3章 特殊相対論 3-1 時間とは何か 3-2 ミンコフスキー時空 3-3 ローレンツ変換のさまざまな表現 3-4 相対性原理とローレンツ対称性 3-5 ローレンツ対称性の適用に関するコメント 第4章 相対論的力学 4-1 相対論的な運動学 4-2 相対論的な運動方程式 4-3 力学的保存則 4-4 4次元での定式化 第5章 相対論的な場の理論 5-1 場の理論 5-2 電磁気学の相対論的な定式化 5-3 相対論と量子論 第6章 相対論に対する誤解 6-1 相対論のパラドクス 6-2 量子効果は光速を超えられるか？ 6-3 相対論の原理は何か？ 第II部　一般相対論 第7章 相対論と重力 7-1 等価原理 7-2 等価原理の検証 7-3 等価原理から一般相対論へ 第8章 重力場の方程式 8-1 曲面と微分幾何学 8-2 リーマン幾何学 8-3 物理学への応用 第9章 ニュートン理論との比較 9-1 アインシュタイン方程式 9-2 重力場のニュートン近似 9-3 粒子の運動方程式 9-4 シュヴァルツシルト解 第10章 宇宙論 10-1 一般相対論の境界条件 10-2 静的な宇宙モデル 10-3 動的な宇宙モデル 10-4 相対論的な宇宙像 付録A ベクトルと行列 A-1 ベクトル A-2 行列 付録B 電磁気学における磁場の定義と単位系 B-1 磁場の定義 B-2 単位系

現代物理学の多くの分野の基礎をなす，特殊および一般相対性理論を解説した現代的な入門書。 特殊および一般相対性理論を解説した現代的な入門書。〔内容〕特殊相対性理論／ミンコフスキー時空のベクトルとテンソル／一般相対性理論／リーマンテンソル／アインシュタイン方程式／線形近似／重力波／回転するブラックホール／ほか 1.　特殊相対性理論 　1.1　特殊相対性理論の基礎 　1.2　ミンコフスキー時空と時空図 2.　ローレンツ変換の帰結 　2.1　ローレンツ収縮 　2.2　時間の遅れ 　2.3　速度の合成則 3.　ミンコフスキー時空のベクトルとテンソル 　3.1　相対性原理とテンソル方程式 　3.2　ベクトルの応用 　3.3　テンソルとその応用 　3.4　エネルギー・運動量テンソル 4.　特殊相対性理論における加速度運動 　4.1　一般座標系のメトリックテンソル 　4.2　加速度系における見かけの力：クリストッフェル記号 　4.3　定加速度運動 　4.4　リンドラー時空 5.　一般相対性理論 　5.1　等価原理 　5.2　局所慣性系 　5.3　曲がった時空 6.　曲がった時空でのベクトルとテンソル 　6.1　一般座標系でのテンソルの定義 　6.2　共変微分 　6.2　測地線方程式 7.　リーマンテンソル 　7.1　リーマンテンソルの導出 　7.2　リーマンテンソルの性質 　7.3　リッチテンソル，リッチスカラー，ワイルテンソル 　7.4　微分恒等式 8.　アインシュタイン方程式 　8.1　ニュートン重力から分かること 　8.2　アインシュタイン方程式 　8.3　座標変換と重力場の自由度 9.　線形近似 　9.1　座標変換と座標条件 　9.2　アインシュタイン方程式の線形近似 　9.3　天体の遠方での重力場 　9.4　光の曲がり 　9.5　シャピロの時間の遅れ 10.　重力波 　10.1　重力波の性質 　10.2　重力波の運ぶエネルギー 　10.3　重力波の放射 　10.4　連星系からの重力波 　10.5　重力波の検出：GW150914 11.　ブラックホール 　11.1　星の進化とコンパクト星 　11.2　球対称重力崩壊 　11.3　シュヴァルツシルトブラックホール周りの粒子の運動 　11.4　シュヴァルツシルトブラックホール近傍での粒子の円運動 12.　回転するブラックホール 　12.1　カーブラックホール 　12.2　カーブラックホールからの回転エネルギーの取り出し 　12.3　ペンローズ過程 　12.4　ブラックホールの質量公式 　12.5　ブラックホールの熱力学

相対性理論は，物理学者アインシュタインがつくりあげた，時間と空間に関する理論です。現代物理学の柱として重要な理論であり，Newtonでも何度も取り上げてきました。しかし，日常生活の常識とかけはなれているため，誤解が多いテーマでもあります。 　本書は，2019年に刊行されたNewton別冊『ゼロからわかる 相対性理論』を大改訂したものです。相対性理論の土台となる原理や，伸び縮みする時空，E＝mc2など相対性理論が突きつける不思議な事実について一歩づつ解説し，おちいりがちな誤解を正していくことで，深い理解を目指しました。シミュレーションで忠実に描き出された相対性理論の世界や，自然界の最高速度「光速」を超える可能性について検証した記事も新たに収録しています。ぜひご覧ください! 1ダイジェスト相対論 相対性理論誕生前夜 特殊相対性理論 E＝mc2 一般相対性理論 2相対論の二つの土台 光速度不変の原理 変化する光の速度 光速で進むもの 相対性原理 ＜相対論とアインシュタインその1＞ 16歳の疑問 マクスウェルとマッハ エーテルのなぞ 二つの原理 3伸び縮みする時空 時間の遅れ 空間のちぢみ 「同時」の不一致 ちぢむ物体のほんとうの見え方 ＜相対論とアインシュタインその2＞ 突然のひらめき 時間と空間が変化する ニュートンの理論との矛盾 Column1相対論にもとづいた速度の計算 Column2「時空図」でみる入りまじる時間と空間 4曲がる時空 等価原理 曲がる光 空間が曲がる 重力と時間の遅れ ＜相対論とアインシュタインその3＞ 重力と加速度は同じ 一般相対性理論へ 一般相対性理論の証明 5双子のパラドックスとタイムトラベル 双子のパラドックス 弟の視点 兄の視点 解決法その1 解決法その2 タイムトラベルの方法 6物質にひそむ膨大なエネルギー 質量がエネルギーになる エネルギーが質量になる 速さと質量の関係 質量（m）とは何か エネルギー（E）とは何か 光とE＝mc2 7相対論が生んだ現代物理学 特殊相対論と核反応 特殊相対論と陽子の質量 特殊相対論と加速器実験 特殊相対論と放射光 特殊相対論と反粒子 特殊相対論と触媒反応 特殊相対論と磁性の正体 時間のずれとGPS 一般相対論とブラックホール 一般相対論と重力波 一般相対論と宇宙論 アインシュタイン方程式 アインシュタインの“未完の夢” 8もっと知りたい！相対論 PART1　シミュレーションで体験する相対性理論 格子を亜光速で通過する 目の前を通り過ぎる車 二つのブラックホール ブラックホールをスイングバイ ブラックホールへの落下 PART2　超光速は実現可能か 超光速を実現する方法 実在する”超光速”現象 超光速粒子タキオン

相対性理論の定番教科書の待望の改訂版。難解とされる相対性理論であるが、本書の記述はやさしくていねいであり、初心者が、基礎的な物理概念と実験の意味を理解しつつ、きちんと勉強する際の最適の教科書である。本書は「物理法則の座標系からの解放」という一般相対論の本質にもかかわる立場をとる。重要な概念は、繰り返し別の観点から説明し、混同しやすいところは面倒をいとわず注意を促している。また、章末には多くの練習問題を難易度の順に配した。改訂版では、近年の観測から明らかになった、ブラックホールの物理や重力波の観測、宇宙論についての新たな進展を盛り込んだ。1巻は、原著の前半部分であり、特殊相対論の優れた解説になっている。 1 特殊相対論(特殊相対論の基本原理 慣性観測者の定義 ほか) 2 特殊相対論におけるベクトル解析(ベクトルの定義 ベクトル代数 ほか) 3 特殊相対論におけるテンソル解析(メトリックテンソル テンソルの定義 ほか) 4 特殊相対論における完全流体(流体 ダスト:粒子数流束ベクトルN ほか)

相対性理論の定番教科書の待望の改訂版。難解とされる相対性理論であるが、本書の記述はやさしくていねいであり、初心者が、基礎的な物理概念と実験の意味を理解しつつ、きちんと勉強する際の最適の教科書である。本書は「物理法則の座標系からの解放」という一般相対論の本質にもかかわる立場をとる。重要な概念は、繰り返し別の観点から説明し、混同しやすいところは面倒をいとわず注意を促している。また、章末には多くの練習問題を難易度の順に配した。改訂版では、近年の観測から明らかになった、ブラックホールの物理や重力波の観測、宇宙論についての新たな進展を盛り込んだ。2巻は、曲率の導入から、時空の物理学に至る一般相対論の解説であり、現代天文学、宇宙物理の重要なトピックを取り扱っている。 5 曲率の導入 6 曲った多様体 7 曲った時空での物理 8 アインシュタイン方程式 9 重力波 10 球対称星 11 シュワルツシルト幾何学とブラックホール 12 宇宙論

目次 すいせんのことば 朝永振一郎 原書著の序文 第I章 特殊相対性理論の基礎.歴史的概観 第II章 相対論的運動学 第III章 相対論的力学 第IV章 相対性理論の4次元的定式化:テンソル算法 第V章 真空中の電磁力学 第VI章 一般に閉じた系.弾性的連続体の力学.場の理論 第VII章 閉じていない系.誘電体および常磁性体内における電磁力学.熱力学 第VIII章 一般相対性理論の基礎 第IX章 永久重力場.一般Riemann空間におけるテンソル解析 第X章 物理現象に対する重力場の影響 第XI章 一般相対性理論における重力の基本法則 第XII章 一般相対論の実験的検証,宇宙論的問題 附録 訳者補足 / p383 訳者あとがき / p386 事項索引 / p389 人名索引 / p392

相対性理論は、量子論とともに現代物理学の最も基本的な知識である。本書は、特殊相対性理論と一般相対性理論を、一点の曖昧さも残さずに、正面から堂々と墾切かつ明快に説く。著者はその序で、「本書を読破したなら、相対性理論を理解したという自信をもってさしつかえない」と断言する。若き学徒におくる好個の相対論入門。 第1章 特殊相対性理論の基礎 第2章 テンソル算 第3章 相対論的電磁気学 第4章 相対論的力学 第5章 一般相対性理論 第6章 Riemann空間におけるテンソル解析 第7章 一般相対論的力学と電磁気学 第8章 重力場の方程式

世界的名著といわれる「ファインマン物理学」がまるごとわかる。彼は何をいいたかったのか、彼の着想のどこがすごいのか。 世界的名著といわれる「ファインマン物理学」で彼は何をいいたかったのか、彼の着想のどこがすごいのか、ファインマン物理学がまるごとわかる。 名著はいつの時代も名著である 天才は何を知り、何を伝えようとしたのか？ 死してなお、天才の名を欲しいままにする物理学者ファインマンは、1965年にJ.S.シュウィンガー、朝永振一郎とともにノーベル物理学賞を授賞している。その数年前の1961年から2年にわたって、カリフォルニア工科大学において行われた講義を下敷きとして上梓されたのが、「ファインマン物理学」である。爾来、科学を志す者のバイブルとして親しまれてきた。 本書は、ファインマンがその著書を通じて何を語り、何を伝えたかったのかに焦点を当てた、「ファインマン物理学」の真髄を知るための絶好の1冊である。 第1章 いきなり？第5巻「量子力学」を読んでみる 第2章 量子力学のミステリー 第3章 ファインマン流の相対性理論 第4章 シュレディンガー方程式の登場 第5章 ファインマンの径路積分とは何か

一般相対性理論を解説したのち、ブラックホールや宇宙の構造・起源など、最新の宇宙論の成果を紹介。 物理学の中で最も美しい理論とされる相対性理論、それが活躍する舞台は宇宙である。現代宇宙論の分野で活躍してきた著者が、特殊相対性理論から一般相対性理論へと順を追って明快に解説したのち、ブラックホールや宇宙の構造・起源など、最新の宇宙論の成果を平易に紹介する。新装版では近年の重力波の観測実験について補筆した。

一般相対論の基本的な考え方を伝授する。最新の話題である重力波とブラックホール撮像に関する計算を加筆して改訂版とした。 一般相対論の基本的な考え方を伝授する。最新の話題である重力波とブラックホール撮像に関する計算を加筆して改訂版とした。 第1章　ニュートン力学から特殊相対論へ 第2章　一般相対性原理とその数学的表現 第3章　測地線方程式 第4章　重力場の方程式 第5章　シュワルツシルト時空とブラックホール 第6章　相対論的宇宙モデル 第7章　重力波

面倒な数学的準備は座標変換と微分計算だけにとどめGPS、重力波、重力レンズなどの実例に即して一般相対論に"再"入門する。 面倒な数学的準備は座標変換と微分計算だけにとどめGPS、重力波、重力レンズなどの実例に即して一般相対論に"再"入門する。 まえがき 表紙・裏表紙に載っている論文について 第1章　4次元時空とシュワルツシルド計量 　1.1　線素と計量 　1.2　シュワルツシルド時空の性質 　1.3　GPSとシュワルツシルド時空 第2章　一般相対論の基礎 　2.1　物理量の表現：ベクトル 　2.2　物理量の表現：双対ベクトル 　2.3　物理量の表現：テンソル 　2.4　測地線の方程式 　2.5　重力場の方程式 第3章　球対称時空 　3.1　球対称時空に対する計量とアインシュタイン方程式 　3.2　完全流体に対するエネルギー運動量保存則 　3.3　球対称時空における完全流体の運動方程式 　3.4　圧力が無視できる物質の球対称重力収縮 　3.5　球対称定常時空とトールマン-オッペンハイマー-ボルコフ方程式 　3.6　シュワルツシルド解 　3.7　重力質量と固有質量 　3.8　球対称真空解とバーコフの定理 　3.9　一様等方宇宙モデル：フリードマン-ロバートソン-ウォーカー解 第4章　重力波 　4.1　アインシュタイン方程式の弱場近似 　4.2　重力波の平面波解 　4.3　測地線偏差の方程式 　4.4　重力波の検出原理 　4.5　大局的保存則と重力場のエネルギー運動量擬テンソル 　4.6　重力波のエネルギー運動量擬テンソルに対するアイザックソンの式 　4.7　重力波輻射の4重極公式 第5章　重力レンズ天文学 　5.1　重力レンズの分類 　5.2　レンズ方程式 　5.3　光線の曲がり角 　5.4　レンズポテンシャルとレンズ方程式 　5.5　円対称重力レンズの定性的振舞い 　5.6　レンズ変換行列：コンバージェンスとシア 　5.7　円対称レンズのcritical curveと像の変形 　5.8　面輝度定理 　5.9　重力レンズ像の増光率 　5.10　重力マイクロレンズとMACHO 例題集 　A　計量テンソルの行列式と4元ベクトルの発散 　B　変分原理を用いたアインシュタイン方程式の導出 　C　球対称時空に対するクリストッフェル記号 　D　球対称時空に対するアインシュタインテンソル 　E　ダスト球の重力収縮解 　F　ダークエネルギーの状態方程式とビッグリップ 　G　宇宙論的距離の表式 　H　連星から放出される重力波 　I　フェルマーの原理 　J　フェルマーの原理を用いたレンズ方程式の導出 　K　円対称重力レンズ天体に対する曲がり角α

第1章 リーマン・カルタン時空(アファイン接続と捩率 局所ロレンツ変換と四脚場 ほか) 第2章 4次元単純超重力理論(大域的超対称性 スピン3/2の場 ほか) 第3章 多次元時空の理論(内部空間とコンパクト化 コンパクト化とゲージ場 ほか) 付録(多脚場の幾何学的意味 一般の次元での荷電共役 ほか)

微分幾何学の手法に重点をおいて解説し、一般相対論の構造を体系的に明らかにする本格的教科書。 現代数学の表現形式を用いて書かれた、一般相対論の本格的教科書。宇宙モデル、ブラックホール、重力量子化の試みなどを取り上げ、微分幾何学の手法に重点をおいて解説し、一般相対論の構造を体系的に明らかにする。