ブラックホールと光の関係を教えてください！ 相対性理論って言うけど ブラックホールと光は 何が相対な

ブラックホールと光の関係を教えてください！
相対性理論って言うけど
ブラックホールと光は
何が相対なんでしょうか…？

質問者からの補足コメント

• ブラックホールと光と言うより
  重力と光ですかね…
  
  相対性理論の相対の意味を教えてください

    補足日時：2019/05/26 14:30

No.1 回答者： mapascal 回答日時： 2019/05/26 14:45

重力により空間が歪み、光さえ脱出出来なきなる。

この回答へのお礼

わかりにくくてすみません…光と、重力の何が相対なのかについて知りたいんです…

お礼日時：2019/05/26 15:31

No.2 回答者： mapascal 回答日時： 2019/05/26 15:43

アルベルト・アインシュタインの一般相対性理論により、重力により空間が歪み、空間の歪みに沿って光さえ曲がることが予想された。

これを元にカール・シュヴァルツシルトが計算をすると１点に無限大の質量があると光さえ脱出できなくなると算出されたということです。（これがブラックホールと呼ばれることになる）

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%A9 …

No.3 回答者： ななのたか 回答日時： 2019/05/26 15:59

『相対性原理』というものがあって、それに基づいた理論が相対性理論です。

https://ja.wikipedia.org/wiki/相対性原理

ですから何かと何かを比べたり『相対させ』たりするわけではないんですね。

No.4 回答者： puyo3155 回答日時： 2019/05/26 19:52

>わかりにくくてすみません…光と、重力の何が相対なのかについて知りたいんです…

相対性理論の、相対は、そんな個別の事象の説明のための相対ではありません。
簡単に言えば、物理現象って、相対的にしか決められない、つまり絶対的なものはないんだ～という意味での、相対です。

具体的には、特殊相対性理論や、一般相対性理論ごとに、基本としている考え方があるので、調べてみてね。

No.5 回答者： head1192 回答日時： 2019/05/26 21:18

「相対性」というのは「相対性原理」のことです。

これは「異なる慣性系から見ても物理現象は同じ形の方程式で記述される」ということです。

等速直線運動をする物体を基準とした座標系のことを慣性系といいますが、
物体Aと物体Bが異なる運動をしている場合、そこには「慣性系A」と「慣性系B」の二つの座標系があることになります。
この場合、例えば慣性系Aを観測者として慣性系Bを観測した場合と、慣性系Bを観測者として慣性系Aを観測した場合とでは、
例えば運動方程式の基本形は「F＝ma」で変わりません。

・これを力学系に適用して座標変換の方法を示したのが「ガリレイ変換」（ざっくりわかりやすく言えば相対速度の考慮）
・さらに物理法則全般に対象を拡大して座標変換の方法を示したのが「ローレンツ変換」です。
・慣性系にととまらず加速系にまでこの関係を拡大したのが「一般相対論」です。

で、ブラックホールと光の間にはこの意味での「相対」はありません。
相対はあくまで「どの座標系も平等、つまり基準となり他を支配する座標系はない」というほどの意味合いです。

さて、重力があると周りの時空が歪みます。
（その歪み方は空間に時間を入れた「４次元的」な歪みなので、３次元人のわれわれにイメージすることはできません）
一方、光はいつもその時空の最短経路を通ろうとします。
そのため同じ歪んだ空間の中にいる観測者にとっては、光は変わらず光速度で直線運動をしています。
しかしその歪みの影響のない外部の観測者から見ると、光は時空の歪みに応じて遅くなったり曲がったりして見えます。
（このどちらも「正しい」とみなすのが「相対性原理」の真骨頂です）

①時空の歪みがそれほどない場合、光の曲りは観測されないか微々たるものです。
　地球程度の重力では、現在の観測技術ではとらえられません。
　太陽でも、精密観測でやっとというところです。（背後の星の位置がずれるなど、光が太陽の重力によって曲がるという傍証はあります）

②時空の歪みが強い場合、光の曲りは顕著になり、例えば重力レンズ効果などとして観測されることになります。

③そして時空の歪みがある強さを超えた時点で、その時空は飛び込んできた光の軌道を周回軌道あるいは重力源への落下軌道へと変えてしまいます。
　光の側から見れば「重力源から脱出できなくなる」ということです。
　つまりその光はどの観測者にも届くことはなくなり、観測者からは光の届かない領域すなわち「ブラックホール」としてとらえられる、ということです。

No.6 回答者： s_hyama 回答日時： 2019/05/26 23:22

そもそも物理学における相対性原理の相対性とは、

「いかなる座標系においても物理法則は不変である」という原理。
https://ja.wikipedia.org/wiki/一般相対性原理

だから、一般でいう絶対性の反対の相対性というのとは、ちょっと違うのね。

No.7 回答者： ミルちゃんズ 回答日時： 2019/05/27 19:58

簡単に説明すると、オナホールということです。

No.8 回答者： GOMΛFU 回答日時： 2019/06/03 17:21

それ単独にでなく他と関係づけて捉えること。

No.9 回答者： amerikaumare 回答日時： 2019/06/09 06:53

＞光と、重力の何が相対なのかについて知りたいんです…

相対性理論は　光と重力が相対　なんて言ってません　　よく読みましょう