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アインシュタインは一般相対論で重力の理解の仕方をかえた

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アインシュタインは一般相対論で重力の理解の仕方をかえた。そのスタートにあるものが、重力も慣性力も同じだという等価原理です。重力とわれわれが呼んでいるものは、重力の働いていない座標系(無重力系)に対してわれわれが加速度運動しているから、観測者がどのような運動状態で出来事を見ているかということのはね返りとして重力はあるんだという言い方なんです。

アインシュタインの一般相対論での重力の理解の仕方はそれとはちょっとちがう。アインシュタインによれば重力はつくってもやれるし消してもやれるというようなものですから、ニュートンの言うように場が実際あるとかないとかの話とはちょっとちがう。なにしろ重力は無重力状態になれば消えてしまうのですから。

われわれは重力を感じている。ところが、この理解の仕方にはちょっと抵抗があります。ふつう、われわれは地面に静止した座標系からスタートして物事を考えます。だから綱の切れて落下しているエレベーターの方がはるかに動いているという実感がありますが、いまそれを逆にして、エレベーターとともに動いている座標系からスタートして考えてみるんです。

エレベーターとともに動いている座標系

綱の切れたエレベーターの例で言えば、エレベーターといっしょに動く座標系でエレベーターの中のことを記述すると、重力は消えている、となる。ところが地面に固定した座標系で見るとはっきりと重力はある。これはエレベーターとともに動いている座標系の方が本来のものであって、その座標系に対してわれわれが加速度運動をしているという言い方が正解なんです。

相対論ですから。そのエレベーターの座標系から見るとわれわれの地面が動いているわけです。どのように動いているか。そのエレベーターに乗っている人から見ると、地面がスーッと上がっていく。加速度的にだんだん速く上がっていく。こうして、われわれの地面の座標系というものは、加速度的にスーッと上がっていく座標系なんです。これはどういうことかと言えば、ちょうど電車が走り出すときのように加速度運動をしているということなのです。

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