都市伝説

この宇宙は「ミンコフスキー時空」

投稿日:

リトアニア生まれのユダヤ系ドイツ人数学者

ヘルマン・ミンコフスキーは

アインシュタインの

スイス連邦工科大学の数学の先生です。

 

ミンコフスキーは、

当時若くして独創的な

数学者の一人とみなされていましたが、

彼の講義は、

決して上手な講義とは言えませんでした。

ミンコフスキーが、

四次元の幾何学を用いて、

見事な数学的定式化をしたときにも

アインシュタイン自身は

それを、相対性理論の真に

物理学的な意味をつかむことを

むしろ困難にする無用で

複雑な形式主義の導入と

見なしたくらいでした。

 

アインシュタインは

物理学の法則を定式化するには、

複雑な数学は必要とせず、

簡単な数学の原理だけで

十分であると思っていたので、

理論物理学の方向へ進んでいきました。

ミンコフスキーは、

学生時代のアインシュタインを

「怠け者の犬」と呼んでいました。

そんなこともありアインシュタインは、

純粋数学に対する興味を失ってしまいました。

 

ミンコフスキーはアインシュタインの

才能に気づいており

数学的に相対性理論を

説いて欲しいと願っての発言だったが

アインシュタインにとっては

完全に逆効果でした。

 

アインシュタインが当時、考えていた

相対性理論は「特殊相対性理論」で

「E=mc^2」といったやさしいものが多く、

難しくてもせいぜい平方根が登場するくらいでした。

 

ですから

・動くものは時間の進み方が遅くなる

・光の速さは一定

・早く動くモノは時間の流れが遅くなる

・重さとエネルギーは同じ

 

など我々が体感できるようなことが

特殊相対性理論なのです。

 

 

特殊相対性理論は、

ミンコフスキーの空間と時間を合わせた

四次元空間の幾何学は非常に重要で

アインシュタインがゲッティンゲン大学へ移ったとき、

ようやく相対性理論の数学的定式化を始めました。

ゲッティンゲン大学の同僚のなかに、

数学者ゲオルグ・アレクサンダー・ピックがいました。

 

この出会いが真の相対性理論を

完成させるきっかけになったのです。

ピックはカール・フェルディナンツ

大学に移った時、

アルベルト・アインシュタインを

数理物理学の教員に指名しました。

 

その後1915年にアインシュタインが

一般相対性理論の定式化に

成功する一助となりました。

 

一般相対性理論の数式は、

段違いに難しく、

一般相対性理論の基本となるのは

「重力場の方程式」です。

 

10元連立方程式であり、

かつ非線形偏微分方程式なのです。

アインシュタインが10年の歳月を要したのも、

高度な数学を修得し、

自らの理論へ応用するのに

時間がかかったためなのです。

 

特殊相対性理論が発表される以前は

ユークリッド空間の考えが一般的でした。

 

しかし、光の等速性の理論で

時間の次元と空間の三つの次元を

組み合わせた四次元の時空

「ミンコフスキー時空」「ミンコフスキー空間」

などと呼ばれることとなったのです。

別次元の人に

いま住んでいる住所を聞かれた際は、

「ミンコフスキー時空天の川銀河系

太陽系第三惑星地球に住んでるよ。」

といっておこう。

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