一般相対性理論

一般相対性理論が物理学に与えた最大の貢献は宇宙というものは『なにか』で満たされている　ということかもしれない。宇宙というものが『なにか』という物理量を持つものの広がりという概念で捉えることですべての相互作用を『なにか』（場でも良いが）の変化とそれによる対象物の変化と見ることで説明できる。その可能性を広げたのかもしれない。

一般相対性理論は重力理論とも言われる。導き出しているものは重力によって質量を持つものの力学関係を表すのだから当然。ただその本質は宇宙（存在）とは？　という疑問に対する一つの解答なのかもしれない。個というものは『場』にしか影響を与えられない。影響を与えられた『場』が他の個に影響を与える。そういうことなのかもしれない。

一般相対性理論は宇宙（存在）とはなにか？　という問いに答えるための前段階かもしれない。あくまでも重力に関しては一般相対性理論が宇宙とは『なにか』で満たされているという数学でのイメージを導き出した。電磁気力も『なにか』のイメージを導き出している。この二つの『なにか』は同じものなのか違うのか。残った別種の力はどうなるのか。

物理学は推理小説に似ているかもしれない。なぜ運動方程式が電磁気学に適用できないのか。光速度がある速度を超えないのか。なぜ真空中を波動とされている光（電磁波）が伝わってくるのか。重力の遠隔作用の概念は正しいのか。これらの疑問（証拠）から事実を推理する。その結論が正しいかはわからないが科学者たちの推理能力は素晴らしいものだ。

物理学者　特に理論物理学者と探偵は似ているかもしれない。実験観測から与えられた証拠を基に『事実』という犯人を見つけ出そうとするのだから。目の前に置かれた証拠はニュートン力学と電磁気学の観測結果の違い。光の速さの一定。真空の中を波として伝わる電磁波。アインシュタインはその証拠をすべて正しいとして推理していった。

一般相対性理論は『質量』（慣性質量・重力質量共に）の影響で宇宙という時空間が歪むという結論を示している。となると異なる系にいる観測者の間で物理法則が違って見えることは当然に起こる。その違いを修正（翻訳）するための理論が一般相対性原理と言えるだろう。あくまでも論理則ではあるが現在のところ観測データと齟齬は起きていない。

一般相対性理論とはなにか？　一言で言えば一般相対性原理と等価原理の2つ。相対性原理はどの系にいる観測者からも物理法則は同じという人間にとっての大前提。これが無ければ物理学どころかすべての人類の思索が覆る。問題は等価原理　慣性質量と重力質量が同じとなると物質と物質が重力によって引き合うという理論に「？」が投げかけられる。

質量を持つものの間では引力が発生する　このことはニュートン力学でも明示されている。ところが等価原理によって重力質量と慣性質量が等価という仮定が入ってくる。重力場の方程式は質量によってのみ運動方程式を立案。そこに慣性質量を組み込むためには個々の質量のみの計算だけではなく宇宙全体をフィールドとした曲率計算が必要となってきた。

宇宙はなにかで満たされている。『場』や『エーテル』に代表される考え。ではその『場』や『エーテル』とはどんなものだ？　という研究に走るのが科学者たちの本能。ただアインシュタインは実験や研究の結果に表れたものをそのまま受け入れるというシンプルな考え方をする人物。だからこそ時空間の歪みという発想が出て来たのかもしれない。

重力場の方程式は天体の重力質量を主とした方程式。そこにアインシュタインが提示した慣性質量と重力質量は同じものだとする等価原理。だとすると重力質量のみの万有引力の法則は修正がいるはず。そして思考実験の末に出て来た光の屈折。それらから重力というものは物質間に働くものでは無く時空を歪める力ではないかと考えたのかもしれない。