【解説】一般相対性理論の特徴

【背景】
特殊相対性理論は「重力や加速度を含まない特殊な場合における理論」であった。
そういう特殊な例は宇宙空間くらいしかないわけで、一般的ではない。
我々が住む一般世界に合うよう「重力や加速度を加味した相対性理論」として考えられたのが、一般相対性理論だ。


【説明】
※一般相対性理論を簡潔に説明するのは無理なので、特徴のみを記述※

一般相対性理論でもっとも特徴的なのは、「質量によって空間が歪む」としたところだ。
そして空間が歪む事で発生するものが、重力であると定義した。
この着想によって得られる代表的な効果は、以下のようになる。

１．空間が歪むのであれば、その歪んだ空間を光が通る場合、光は曲がる。
２．空間が時間経過するのが我々の世界である。ゆえに空間が歪めば時間が伸びる（遅れる）
３．重力が重力を生む。

まず1について。※図1を参照※
光だって我々と同じ三次元空間を進む。
その場合、空間が歪んでいるならば、その歪んで伸びている方向に引っ張られる事になる。
そうなると直進した場合の到達地点よりズレた位置に到達する。
この事を「重力レンズ効果」と言う。

２については、我々の世界は時間と空間の連続体であるという着想に基づく。
分かりやすく言えば、パラパラ漫画が一番適した表現である。
それを踏まえると、例えば質量によって空間が2倍に引き伸ばされた場合には、時間も2倍に引き伸ばされる事になる。※図2を参照※

３については、重力が加速するという考え方である。
等価原理（質量による重力と、加速の時に発生する重力は同じ性質とする原理）により、空間が引き伸ばされる際の加速にも重力が発生してしまう。
そうなると、その加速した重力に更に重力が・・・という形が発生する。
空間の歪みが小さい場合はこの累乗加速は起こらないが、歪みが大きい場合、この加速は無限大まで続いていく事になる。
そうやって生まれるのがブラックホールだろう、と考えた。


【まとめ】
相対性原理を元にして、時間と空間はそこに存在する質量によって曲がるものだと考えたのが特徴と言える。
「世界は時空連続体である」という考え方は当時斬新だったのも頷ける。