일반 상대성이론(1915)
★ 인류가 만든 가장 아름다운 과학 이론 ★
아인슈타인은 뉴턴의 중력법칙을 부정하였다.
근본적인 이론이 가지고 있어야 할 속성의 부재 때문에
물리적 직관만으로 이론을 만들고, 실험을 하였고
결과가 이론과 동일하여 증명됨
아인슈타인을 통해,
물리는 실험 없이 직관과 미학에
대한 통찰(가설연역법)만으로 발전할 수 있다.
아인슈타인의 상상
1. 태양이 없어지면 지구는 어떻게 될까?
* 뉴턴이론
중력의 작용에 의해서 지구는 궤도를 이탈할 것이다.
* 뉴턴이론에 대한 아인슈타인의 불만
- 특수상대론에 의하면 빛보다 빨리 움직일 수는 없다.
- 그런데 어떻게 중력은 빛보다 빨리 힘이 전달될까?
- 무엇인가 잘못되었다.
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엘리베이터 실험
1907년 아인슈타인은
모든 자연현상이 특수상대론으로 논의될 수 있지만,
중력법칙은 예외임을 깨달음
회고록에 나왔다고 한다.
* 눌리는 느낌 *
올라갈 때의 첫 순간 짓눌린다는 걸 느낌
내려갈 때는 정지하는 순간 짓눌린다는 걸 느낌
* 붕뜨는 느낌 *
올라가다 정지하는 수간 붕뜨는 느낌
내려갈 때는 첫 수간 붕뜨는 느낌
엘리베이터가 자유낙하 할때
몸과 저울은 살짝붙어있을 뿐 힘의 작용은 전혀 없음
무중력상태가 된다.
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가속과 중력
우주선이 가속하고 있으면, 눌려있는 느낌이 든다.
가속하고 있으면 중력이 작용하는 것처럼 된다.
엘리베이터 실험과 똑같다.
만약 움직이는 우주선에서 공을 던지면?
A1. 우주공간에서 일정한 속도(등속도)를 움직이는 우주선에서
대각선을 그리며 직선을 그리며 운동을 한다.
A2. 우주공간에서 등가속도운도을 하는 우주선에선
포물선을 그리며, 지구에서 떨어질 때와 똑같은 운동을 한다.
따라서, 우주선이 가속할 때, 지구에서 작용하는 중력과 구별할 수 없다.
중력현상과 동일
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등가원리(Equivalence principle)
지구에서 자유낙하 할 때 중력을 느끼지 못하는 것,
우주에서 우주선이 가속할 때 중력을 느끼는 현상을 말한다.
중력이 작용할 때, 중력이 작용하지 않을 때의 물리법칙은 항상 같다.
빛을 이용해도 똑같은 현상이 나타난다.
따라서, 중력은 빛도 잡아당긴며, 중력이 클수록 빛도 더 많이 휜다.
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