When We Knew 物理学・宇宙を解き明かした歩み

古代から現代まで・生きた年表

物理学 は動き続ける。

着想と予測から観測と証拠へ至る連鎖をたどります。

日本語
T 理論／モデル P 予測 O 観測／発見 C 確認 I 概念

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物理学

アインシュタインの道筋

着想と予測から観測と証拠へ至る連鎖をたどります。

  1. 1900年

    プランクの量子仮説

    マックス・プランク

    プランクは発光物質のスペクトルを再現するため、エネルギー交換を離散的な小包として扱った。当初は自然の完全な像でなく数学的道具とみなした。

  2. 1905年

    特殊相対論

    アルベルト・アインシュタイン

    アインシュタインは、物理法則と測定光速がすべての慣性観測者に同じになるよう空間と時間を再定式化した。

  3. 1905年

    光量子と光電効果

    アルベルト・アインシュタイン

    アインシュタインは光そのものが局在したエネルギー量子として振る舞う場合があると提案し、しきい周波数未満の光が物質から電子を放出できない理由を説明した。

  4. 1905年

    質量・エネルギー等価性

    アルベルト・アインシュタイン

    アインシュタインは質量とエネルギーが等価だと示した。現在一般にE=mc²と書かれ、僅かな質量減少が大きなエネルギー放出に対応し得る。

  5. 1908年

    ミンコフスキー時空

    ヘルマン・ミンコフスキー

    ミンコフスキーは特殊相対論が空間三次元と時間を組み合わせる四次元幾何学として最も自然に記述されると示した。

  6. 1915年

    一般相対論

    アルベルト・アインシュタイン

    アインシュタインは1915年に一般相対論を完成させ、物質とエネルギーを源とする動的時空幾何学で重力を記述した。

  7. 1916年

    シュヴァルツシルト解

    Karl Schwarzschild

    アインシュタイン場方程式の最初の厳密解は球対称質量外の時空を記述し、後にブラックホール理論で理解される臨界半径を含んだ。

  8. 1917年

    相対論的宇宙論とΛ

    アルベルト・アインシュタイン

    アインシュタインは一般相対論を宇宙全体へ適用し、静的模型を得るため宇宙定数Λを導入した。

  9. 1910年代以降

    ブロック宇宙解釈

    ヘルマン・ミンコフスキー · 時間の哲学者

    有力な解釈の一つは、過去、現在、未来の事象を四次元時空全体の一部として扱う。相対論から導かれた哲学的帰結であり、天文観測ではない。

  10. 1919年

    日食による光の曲がりの検証

    Arthur Eddington · Frank Dyson · Andrew Crommelin

    観測隊は日食中の太陽近傍の星位置を観測し、一般相対論が予測する光の偏向を検証した。結果はアインシュタインの値を支持したが、初期精度には限界があった。

  11. 1922年–1924年

    フリードマンの膨張解

    Alexander Friedmann

    フリードマンは宇宙の尺度が時間とともに変化する一般相対論の数学解を見いだした。まだ観測的発見でなく理論的可能性だった。

  12. 1925年–1927年

    量子力学が形を取る

    ヴェルナー・ハイゼンベルク · エルヴィン・シュレーディンガー · Max Born · ポール・ディラック

    行列力学、波動力学、確率解釈、統一形式が数年にわたって現れた。量子力学は多くの研究者の貢献によって発展したものであり、一日で発明されたものではない。

  13. 1927年

    不確定性原理

    ヴェルナー・ハイゼンベルク

    量子状態では、位置と運動量など特定の対をなす量の値が、両方とも任意の精度で定まることはない。この限界は状態そのものに備わっており、単に装置が不完全なために生じる問題ではない。

  14. 1927年

    ソルベー会議で量子の意味を論争する

    ニールス・ボーア · アルベルト・アインシュタイン · ヴェルナー・ハイゼンベルク · エルヴィン・シュレーディンガー

    第5回ソルベー会議で主要物理学者は測定、確率、完全性、新量子論の意味を論じた。

  15. 1927年

    ルメートルが膨張模型と観測を結ぶ

    ジョルジュ・ルメートル

    1927年、ルメートルはアインシュタイン方程式の膨張宇宙解を発表し、公表されていた赤方偏移と銀河距離から速度・距離関係を推定した。

  16. 1929年

    1929年の距離・速度関係

    エドウィン・ハッブル · Milton Humason · ヴェスト・スライファー

    1929年、ハッブルは銀河距離の推定値と赤方偏移から得た速度の相関を発表した。この観測結果は、スライファーの先行する分光観測や、ルメートルの1927年の膨張解析とは別である。

  17. 1998年

    宇宙膨張の加速

    Supernova Cosmologyプロジェクト · 高赤方偏移超新星探索チーム

    遠方のIa型超新星を用いた二つのチームは、宇宙膨張が重力で一様に減速するのでなく加速してきたことを見いだした。

  18. 2015年–2016年

    重力波の初の直接検出

    LIGO科学コラボレーション · Virgo共同研究

    Advanced LIGOは2015年9月14日、恒星質量ブラックホール二個の合体による特徴的な時空歪みGW150914を記録した。広範な確認後、2016年に発表された。

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