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●特殊相対性理論
光速に近いスピードで動く慣性系（等速直線運動をする座標系には慣性の法則が働くというもの）の上では、時間の進み方や物の長さの観測値もその運動状態に支配される。

●一般相対性理論
重力も時間や空間と無関係ではなく、時空間は重力の存在するために歪みを生じる。
※特殊相対性理論と一般相対性理論の２つを合わせて「相対性理論」と呼ばれる。

相対性理論のもととなったのはガリレオが打ち立てた、「相対性原理」という現代では常識ともいえる理論だ。

これは、一言で言ってしまえば、「物が動いているか止まっているかは、決めることができない」というものだ。

たとえば、新幹線Ａ（時速２４０ｋｍ）に乗っているとする。そのとき、別の新幹線Ｂ（時速２７０ｋｍ）とすれ違ったとしよう。その新幹線Ｂは時速何ｋｍで走っているのだろうか？

全く別の視点から見れば、新幹線Ｂは時速２７０ｋｍで走っているのだが、Ａから見た場合、Ｂは２４０＋２７０＝５１０
つまり、時速５１０ｋｍで走っているように見える。

このような速度のことを、「相対速度」という。

次に停車中の新幹線Ａ（時速０ｋｍ）に乗っているとする、そのとき、新幹線Ｂ（５１０ｋｍ）とすれ違ったとしよう。ではこのとき、新幹線Ｂは時速何ｋｍで走っているだろう？答えは、時速５１０ｋｍ。

ここで重要なのは、自分が時速２４０ｋｍ、相手が時速２７０ｋｍで走っていても、自分が止まっていても相手が時速５１０ｋｍで走っていても、どちらにしろ相対速度は同じ、ということだ。

駅で、隣に止まっている電車を見ているとき、「自分の乗っている電車が動き出した」と思ったら、動いていたのは向こうの電車だった・という経験はないだろうか。

この時速○○ｋｍというのは、すべて地面を基準にして測っている。

つまり、この地面その他を頭の中からすべて取っ払ってしまえば、自分の速さを決めることはできない。自分にわかるのは、相手の速さ、つまり相対速度だけ、というわけ。

結局、どんな方法を用いても、自分が今現在どのように動いているのか、あるいは止まっているのかは、知ることができない、というわけだ。

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