第1章

　1905年にアインシュタインによりみいだされた相対性理論は、互いに等速運動（速度の大きさおよび方向が時間的に変化しない運動）している座標系が物理法則を記述するうえで対等であることを明らかにしている。

　この場合には、等速運動という「特殊な運動」に対する相対性理論なので特殊相対性理論ともよばれる。それに対して、座標系間の一般の運動に対して相対性理論を拡張したのが一般相対性理論である。

　この理論は、重力と慣性力を同一のものとみなす等価原理を物理的基礎とし、座標系の一般的変換に対する共変性という数学的要請により完成した。

　現在この理論は、宇宙における重力の相対論的効果の解明に役だっているほか、ゲージ理論による素粒子相互作用の統一理論（統一場理論）探究にも大事な役割を果たしている。 「特殊相対性理論」は１９０５年に発表された。
「特殊相対性理論」は「相対性原理と光速度不変の法則」からなる。
「特殊相対性理論」はエーテルの存在を証明しようとした、マイケルトン・モーレーの実験の失敗から話は始まる。

ニュートンの慣性の法則によれば、移動している電車の中で、ボールを投げると電車の速度分速くなる。

　「地球は太陽の回りを３０ｋｍ／秒のもうスピードで移動している。だから、光を地球の進行方向と垂直方向に当てた光の速度のズレがおこる。」との理論により、それを測定する装置を作って実験してみたが、うまくいかなかった。

この失敗に多くの学者は、従来の法則と折り合いをつけようと様々な議論をぶつけ合った。しかしアインシュタインは、「とにかく実験結果が違うのだから、物理学の法則自体を変えてしまえ」という暴挙にでた。
そして、２つの結論を導き出したのだ。
１）「相対性原理」：絶対静止空間は存在しない、エーテルも存在しないとしたもの。
２）「光速度不変の原理」：光を真空中を進む粒子とし、その速度を全ての観測者にとって「常に」秒速３０万kmとしたもの。

例えば、秒速１万ｋｍの宇宙船から光を進行方向に照射したら秒速３１万ｋｍの光になるのがニュートンの考え。

秒速１万ｋｍの状態から照射しても３０万ｋｍなのがアインシュタインとなる。
これが光速度不変の原理だ。物理の法則は観測者がどんな状態にいても同じ方程式があてはまらないといけないという立場で力学を書き換えた。
光の速度で宇宙を旅したすると年をとるのが遅くなるっていうのは相対性理論の数学的には存在する。

つまり、未来へのタイムトラベルは、光の速度を越す乗り物があれば、数学的においてのみ到達できる。しかし、それは、自分の時間が、遅く進行しただけで、到達した主観的数学的未来世界は、物理的実在としては、やはり現在である。数学の中でおこりうることと、物理的実在は別のものだ。

例えば体を冷凍にして、目がさめたら１万年後だった、みたいなもの。それに行ったきり戻れないのではトラベルとは言えない。
過去へのタイムトラベルは、今この瞬間の星の光が過去の光であるように、観測可能なだけで、物理的実在として、「行ける」というところまでは、物理的証明はない。タイムトラベラーがまだ生まれてない過去に戻って、親を殺したら本人は生まれない。

こうしたパラドックスを引き起こすので、否定的意見も非常に多い。