일반 상대성 이론 "중력은 시공간의 휘어짐이다!"

일반 상대성 이론

"중력은 시공간의 휘어짐이다!"

 

 

아인슈타인은

특수 상대성 이론은

등속도 운동에만 적용되었지만,

 

이를

가속 운동과 중력까지 확장하고 싶었습니다.

 

그 결과 탄생한 것이

일반 상대성 이론입니다.

 

일반 상대성 이론핵심은

등가 원리 (Equivalence Principle)

 

"중력과 가속도는 구별할 수 없다."

  예를 들어

엘리베이터 안에 있다고 상상해 보면

     갑자기 위로 가속하면

몸이 아래로 눌리는 것을 느낍니다.

 

마치 중력이 강해진 것 같죠.

 

그러나 반대로,

 

엘리베이터 줄이 끊어져

자유 낙하하면

몸이 둥둥 뜨는 무중력 상태를 느낍니다.

 

 아인슈타인은

이 두 가지 상황이 물리적으로

구별이 불가능하다고 생각했습니다.

 

즉,

중력의 효과와 가속도의 효과는

본질적으로 같다는 것이죠.

 

등가 원리가 가져오는 개념 시공간의 곡률

 "중력은 시공간의 휘어짐 때문에 발생한다."

 

그러나,뉴턴은

중력을 질량을 가진 물체들이

서로 끌어당기는 '힘'이라고 설명했습니다.

 

하지만

아인슈타인은 중력을 힘이 아니라,

 

질량을 가진 물체가 주변의 시공간

(시간과 공간을 합친 4차원 개념)을

 

휘게 만들기 때문에

발생하는 현상이라고 보았습니다.

<일반 상대성 이론의 증거>

중력이 강한 천체(예: 태양)

근처를 지나는 빛은 시공간의 곡률 때문에

휘어집니다.

 

이는

개기일식 관측을 통해 증명되었습니다.

 

아주 멀리 있는 은하에서 오는 빛이

중간에 있는 거대한 은하나 은하단 때문에

 

휘어져 여러 개의 상으로 보이거나

왜곡되어 보이는 현상도 그러합니다.

 

또한,

중력이 강한 곳에서는

시간이 느리게 흐릅니다.

 

GPS 위성의 정확도를 유지하기 위해

일반 상대성 이론에 따른

시간 보정이 필수적이며,

 

지구 중력의 영향으로

위성에서의 시간이 지구 표면보다

약간 더 빠르게 흐르기 때문인 것입니다.

 

 

요약하면:
빛의 속도가 일정하다는 전제하에,

아주 빠르게 움직이는 물체에서는

 

시간, 길이, 질량이 상대적으로 변한다는 이론.

(E=mc 2 공식 포함)

 

일반 상대성 이론은

중력을 시공간의 휘어짐으로 설명하며,

 

질량이 시공간을 휘게 만들고

 

그 휘어진 시공간을 따라 물체들이

움직이는 것이 중력 현상이라는 이론.

 

이처럼
상대성 이론은 우리가 사는 우주가

 

생각했던 것보다 훨씬 더 유연하고

상호 연결되어 있다는 것을 보여줍니다.

 

 우리의 일상생활에서는

그 효과가 미미하지만,

 

우주적 규모나 빛의 속도에 가까운

상황에서는

 

현 이론이 없으면

제대로 설명할 수가 없는 것입니다.

 

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