一般相対性理論

一般相対性理論は、次のような現象を予測した。

• 重力レンズ (光は重力によって進路が曲げられる)
• 水星の近日点の移動
• 重力波
• ブラックホールの存在
• 宇宙は膨脹または収縮している
• 重力赤方偏移

一般相対性理論成立に至るまでのアインシュタインの論文は次の五つである。

1. Über den Einfluß der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichtes.

   掲載紙: Annalen der Physik. 35, 1911, Seite 898〜908

   1911(明治44)年 「光の伝播に対する重力の影響」

2. Entwurf einer verallgemeinerten Relativitätstheorie und einer Theorie der Gravitation.

   掲載紙: Zeitschrift für Mathematik und Physik. 62, 1913, Seite 225〜261

   1913(大正2)年 「一般相対性理論および重力論の草案」

3. Erklärung der Perihelbewegung des Merkur aus der allgemeinen Relativitätstheorie.

   掲載紙: Sitzungsberichte der Preußischen Akademie der Wissenschaften. 1915, Seite 831〜839

   1915(大正4)年: 「水星の近日点の移動に対する一般相対性理論による説明」

4. Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie.

   掲載紙: Annalen der Physik. 49, 1916, Seite 769〜822

   1916(大正5)年 「一般相対性理論の基礎」

5. Hamiltonsches Prinzip und allgemeine Relativitätstheorie.

   掲載紙: Sitzungsberichte der Königlich Preußischen Akademie der Wissenschaften (Berlin), 1916, Seite 1111〜1116

   1916(大正5)年 「ハミルトンの原理と一般相対性理論」

一般相対性理論成立後に発表されたアインシュタインの関連する論文は次の二つである。

1. Kosmologische Betrachtungen zur allgemeinen Relativitätstheorie

   掲載紙: Sitzungsberichte der Königlich Preußischen Akademie der Wissenschaften (Berlin), Seite 142〜152

   1917(大正6)年 「一般相対性理論についての宇宙論的考察」

2. Prinzipielles zur allgemeinen Relativitätstheorie

   掲載紙: Annalen der Physik, Band 55, Seite 241〜244

   1918(大正7)年 「重力波について」

アインシュタイン方程式は、アインシュタインの一般相対性理論から導かれた結論である。

R_μν−1/2g_μνR=−κT_μν

一般相対性理論の時間と空間の秘密の全てが、この一行の方程式の中に隠されているのである。

従って、この方程式を解けば宇宙のあらゆる謎を解く鍵を手にすることができるが、この方程式を解くことは極めて難しく、これまでにわずかな答えしか見つかっていない。

• シュバルツシルトの解 (1915(大正4)年)
• フリードマンの解
• カー解
• ワイル解
• 富松・佐藤解