引用ジャングル

アルバート アインシュタインは、一般相対性理論を何もないところから引き出したわけではありません。彼は、そこに到達するためにとんでもない思考実験を行いました。「人生で最も幸せな考え」とも呼ばれるアインシュタイン エレベーターの登場です。

エレベーターに閉じ込められているところを想像してください。普通のエレベーターではなく、宇宙の虚空に浮かんでいるエレベーターです。窓はなく、階に着いても「ドン」という音はしません。金属の箱の中には、あなたとあなたの思考だけが閉じ込められています。

さて、アインシュタインはこう尋ねます。「もしあなたが 9.8 m/s² (地球の重力と同じ) で上向きに加速しているなら、このシナリオと地球上のエレベーターの中に立っているときの違いがわかるでしょうか?」

どちらの場合も、下へ押し下げられる力を感じるでしょう。ペンを落とせば、ペンは床に落ちます。ジャンプすれば、天井に頭をぶつけます (明らかに不器用なためです)。エレベーター内で、自分が地球上にいるのか、それとも宇宙空間を加速しているのかを判定する実験を行うことはまったくできません。

この一見単純なシナリオは、重力と加速度は根本的に区別できないという深い認識につながりました。これが等価性の原理であり、質量の大きい物体が時空構造をどのように歪めるかを説明する一般相対性理論の基礎となっています。

しかし、アインシュタインはそこで止まりませんでした。彼はこのエレベーターのアイディアを極限まで推し進めました。重力と加速度が等しいとしたら、惑星や恒星のような非常に巨大な物体があるとどうなるでしょうか。重力によって光の進路が曲げられるでしょう。加速するエレベーターの中で懐中電灯を照らすと光が曲がるのと同じです。そして、どうでしょう。私たちは宇宙でこの現象を観測しており、遠くの銀河が背後のさらに遠くの物体からの光も曲げているのです。