.What is the theory of general relativity? Understanding Einstein's space-time revolution
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일반 상대성 이론이란 무엇인가? 아인슈타인의 시공간 혁명 이해하기
참고문헌 Meghan Bartels , Nola Taylor Tillman , Scott Dutfield가 마지막으로 업데이트했습니다. 2024년 10월 29일 여기서는 일반 상대성 이론이 무엇이고 시공간적으로 어떤 영향을 미치는지 살펴보겠습니다.
아인슈타인의 일반 상대성 이론을 그래픽으로 표현한 그림으로, 가까이 있는 두 개의 구체와 그로부터 나오는 일련의 물결을 보여줍니다. 일반 상대성 이론의 한 가지 특징은 중력파인데, 여기서는 두 개의 블랙홀이 충돌하여 생성되는 것으로 묘사되어 있습니다. (이미지 출처: R. Hurt/Caltech-JPL)
일반 상대성 이론은 물리학자 알베르트 아인슈타인이 중력이 시공간의 구조에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 이해입니다. 아인슈타인이 1915년에 발표한 이 이론은 그가 10년 전에 발표한 특수 상대성 이론을 확장한 것입니다. 특수 상대성 이론은 공간과 시간이 불가분의 관계라고 주장했지만, 중력 의 존재를 인정하지 않았습니다 .
NASA에 따르면 , 아인슈타인은 두 논문이 발표되기까지의 10년 동안 특히 거대한 물체가 시공간 의 구조를 휘게 만들고 , 이러한 왜곡이 중력으로 나타난다는 사실 을 밝혀냈습니다 . NASA 글렌 연구 센터 에 따르면, 두 물체 사이를 당기는 중력은 각 물체의 질량과 두 물체 사이의 거리에 따라 달라집니다. 지구 중심이 당신을 지구 쪽으로 끌어당기고(땅에 단단히 붙어 있도록), 당신의 질량 중심은 지구를 향해 다시 잡아당깁니다. 하지만 질량이 더 큰 물체는 당신의 힘을 거의 느끼지 못하는 반면, 훨씬 작은 질량을 가진 당신은 같은 힘 덕분에 굳건히 뿌리를 내리게 됩니다. 그러나 뉴턴의 법칙은 중력이 물체가 먼 거리에도 작용할 수 있는 고유한 힘이라고 가정합니다.
Wired에 따르면, 알베르트 아인슈타인은 특수 상대성 이론 에서 가속하지 않는 모든 관찰자에게 물리 법칙이 동일하다는 것을 밝혀냈고, 진공 내에서 빛의 속도는 관찰자가 이동하는 속도에 관계없이 동일하다는 것을 보였습니다 . 그 결과, 그는 공간과 시간이 시공간이라는 단일 연속체로 얽혀 있음을 발견했습니다. 한 관찰자에게 동시에 발생하는 사건이 다른 관찰자에게는 서로 다른 시간에 발생할 수 있다는 것입니다 .
https://cdn.jwplayer.com/previews/PscQLeO6
빛의 속도가 훨씬 낮다면 무슨 일이 일어날까요? 아인슈타인은 일반 상대성 이론의 방정식을 세우면서 거대한 물체가 시공간의 왜곡을 일으킨다는 것을 깨달았습니다. 트램펄린 중앙에 큰 물체를 놓았다고 상상해 보세요. 물체가 트램펄린 천을 누르며 움푹 패이게 됩니다. 그 후 트램펄린 가장자리를 따라 구슬을 굴리려고 하면, 구슬은 마치 행성의 중력이 우주의 암석을 끌어당기는 것과 같은 방식으로 물체를 향해 안쪽으로 나선형으로 당겨질 것입니다. 아인슈타인이 자신의 이론을 발표한 이후 수십 년 동안 과학자들은 상대성 이론의 예측과 일치하는 수많은 현상을 관찰했습니다.
일반 상대성 이론은 중력을 설명하는데, 이 이론에서 중력은 더 이상 진정한 "힘"이 아닙니다. 중력장은 일반 상대성 이론의 설명에서 휘어진 시공간 때문에 생겨났습니다. 일반 상대성 이론은 언제 확립되었나요? 일반 상대성 이론은 1915년 알베르트 아인슈타인에 의해 확립되었고, 아인슈타인 방정식에 대한 최초의 해는 1916년 초에 발견되었습니다. 일반 상대성 이론은 증명되었는가? 일반 상대성 이론은 지금까지 모든 실험적 검증을 통과했지만, 양자역학(매우 작은 입자의 이론)의 효과가 지배적이 될 때 그 적용성은 무너질 것으로 예상된다. 일반 상대성 이론과 중력 렌즈 빛은 블랙홀과 같은 거대한 천체 주위를 굴절하여 그 뒤에 있는 물체를 비추는 렌즈 역할 을 합니다.
천문학자들은 이 방법을 사용하여 거대한 천체 뒤에 있는 별과 은하를 연구합니다. 유럽 우주국(ESA)에 따르면 페가수스자리 에 있는 퀘이사 인 아인슈타인 십자가는 중력 렌즈의 훌륭한 사례입니다. 이 퀘이사는 약 110억 년 전의 모습을 그대로 보여줍니다. 퀘이사 가 위치한 은하 는 지구에서 약 10배 더 가깝습니다. 두 천체가 매우 정확하게 일직선상에 위치하기 때문에, 은하의 강력한 중력이 퀘이사에서 나오는 빛을 굴절시켜 은하 주변에 퀘이사의 이미지가 네 개 나타납니다.
양자 중력이란 무엇인가? 아인슈타인의 십자가처럼 중력 렌즈 효과를 받은 천체의 여러 상이 동시에 나타나지만, 항상 그런 것은 아닙니다. 과학자들은 또한 렌즈 주위를 도는 빛이 서로 다른 길이의 경로를 거쳐 각기 다른 상이 서로 다른 시간에 나타나는 렌즈 효과를 관찰했습니다. 특히 흥미로운 초신성 의 경우처럼 말입니다 . 밝은 파란색과 흰색으로 빛나는 밝은 점들이 모여 있는 곳을 둘러싼 네 개의 밝은 얼룩을 그래픽으로 표현한 그림입니다.
아인슈타인 십자가는 중력렌즈의 한 예이다.(출처: NASA 및 유럽 우주국(ESA)) 일반 상대성 이론과 수성 궤도의 변화 NASA에 따르면 , 거대한 태양 주위의 시공간의 곡률로 인해 수성 의 궤도는 시간이 지남에 따라 매우 점진적으로 이동합니다 .
태양에 가장 가까운 행성인 수성의 근일점(궤도상에서 태양에 가장 가까운 지점)은 시간이 지남에 따라 약간 다른 방향을 따라갈 것으로 예측됩니다. 뉴턴의 예측에 따르면 태양계의 중력은 수성의 세차 운동(궤도 방향의 변화)을 1세기당 5,600초각(1초각은 1/3600도에 해당)으로 측정합니다. 그러나 세기당 43초각의 차이가 있는데, 이는 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 설명하는 부분입니다. 아인슈타인의 굽은 시공간 이론을 사용하면 수성의 근일점 세차 운동은 뉴턴의 예측보다 약간 더 커야 합니다.
행성은 정적인 타원 궤도로 태양을 공전하지 않기 때문입니다. 실제로 20세기 중반 이후 발표된 여러 연구 논문에서 수성의 근일점 세차 운동에 대한 아인슈타인의 계산이 정확하다는 것이 확인되었습니다. 수십억 년 안에 이 흔들림으로 인해 가장 안쪽의 행성이 태양이나 다른 행성과 충돌 할 수도 있습니다 .
소스1.
일반인도 너무 쉽게 이해하는 다큐로 아인슈타인의 일반 상대성 이론 완벽하게 이해하기
https://www.youtube.com/watch?v=Pm15jwXJtnA&t=7s
메모 2505091735_소스1.
일반 상대성원리의 가속도가 보기3. 중력이고 qpeoms 아원자가 보기1.가속도 대칭성을 가지고
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bddbcbdca원의 둘레가 점점 짧아지고 은하의 나선 모양이 시공간 왜곡으로 심화되어 qms.qvix.qcell 국소점 블랙홀이 생긴다.
보기2.
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