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目次

0時間目：イントロダクション STEP1. 相対性理論って何? 相対性理論は，世紀の大理論！ 相対性理論によると，タイムトラベルが可能! 高速で移動すると，時間の進みが遅くなる！─特殊相対性理論 特殊相対性理論から生まれたE=mc^2 空間がゆがんで重力が生まれる─一般相対性理論 GPSに原子力発電……，現代社会に相対性理論が欠かせない 1時間目：相対性理論の土台，光についての大発見 STEP1. 光の正体の探求 光を高速で追いかけたら?　アインシュタインの疑問 光の速さは，秒速約30万キロメートル 光速の測定に挑んだガリレオ 19世紀，実験で光の速さが正確にわかった 光の正体は，電気と磁気がつくる波だった！ 偉人伝① 電磁気学を確立した，ジェームズ・マクスウェル STEP2：光の速度は，だれから見ても変わらない！ 物の速度は，見る人による相対的なものだった 進んでいる船の上でもボールは真下に落ちてくる 宇宙に静止した場所なんてない 光の速さは，だれから見ても同じだった！ 光速は，自然界の最高速度だった 2時間目；時間と空間は伸び縮みする！　特殊相対性理論 STEP1. 高速で移動すると，時間と空間がゆがむ アインシュタインが否定したニュートンの絶対空間 高速で動く人は，時間が遅れる 止まっている人も，時間が遅れる 常識的な速度の足し算は正しくなかった 高速で動くと，空間が縮む 空間の縮みを利用して，宇宙の彼方へ 空間の縮みを体験する粒子 動く人の同時と，止まっている人の同時はちがう STEP2. 質量とエネルギーの不思議な関係  高速で移動するほど，物体は重くなる 質量は，物の動きにくさをあらわしている 質量とエネルギーは同じものだった 質量とエネルギーを結びつける「E=mc^2」 偉人伝② 物理学を一変させた，アルバート・アインシュタイン 3時間目：物理学を一変した重力の理論　一般相対性理論 STEP1. 時空のゆがみが重力を生む 相対性理論の次なる目標は，重力の解明 エレベーターの中で感じる力は，重力と同じもの 光は重力によって曲がる 空間は曲がっていた！ 重力は空間のゆがみが引きおこす力 日食の観察で裏付けられた一般相対性理論 空間のゆがみが生みだす「重力レンズ」 重力の強い場所では，時間が遅くなる 東京スカイツリーの先端は，時間が速い 巨大な重力のかたまりブラックホール ブラックホールの表面では，時間が止まる STEP2. 相対性理論で時間を旅する  宇宙船の兄と地球の弟，どっちが先に年をとる？ 高速の宇宙船の中は時間がゆっくり流れる 地球の時間もゆっくりになる？ 兄の加速・減速・折り返しで，時間の差が生まれる ブラックホールを使えば，未来へのタイムトラベルができる 4時間目：相対性理論と現代物理学 STEP1. 現代社会で活躍する相対性理論 太陽がなぜ輝くのか，相対性理論で明らかに 人類はE=mc^2を利用する手段を進化させてきた 体重の99%は，エネルギー由来 エネルギーから新たな素粒子をつくりだせ！ 白金原子は，相対性理論の効果で小さくなっている GPSの進化に，相対性理論が不可欠だった STEP2. 相対性理論で宇宙を解き明かす  観測成功！　時空のさざ波，重力波 ついに見えた!　ブラックホール 宇宙では，空間が膨張していた 宇宙を膨張させる謎のエネルギー 一般相対性理論が歯が立たない難問 相対性理論と量子論の統合が物理学者の夢