중력이 늦추는 시간 (중력 시간 지연)
Gravitational time dilation
책상 위 시계와 바닥 시계는 정말 같은 빠르기로 갈까요?
무슨 일이 일어났나
중력 시간 지연은 중력이 센 곳(낮은 곳)일수록 시간이 느리게 가는 일입니다.
NIST 는 알루미늄 원자시계 하나를 33 cm 올려 높은 곳에서 시간이 더 빨리 가는 것을 쟀고, 그 차이를 79 년 평생 모으면 약 90 ns 라고 적습니다 — 시뮬레이터 값 89.7 ns 와 맞습니다.
JILA(NIST · 콜로라도대)는 2022 년 1 mm 높이 차에서도 시계 빠르기가 다른 것을 봤고, 이화학연구소(RIKEN)는 도쿄 스카이트리 450 m 전망층과 바닥에 광격자 시계를 두고 그 차이를 쟀습니다.
무거운 물체에서 나온 빛의 적색 이동도 같은 효과이고, 이것을 땅 위에서 처음 본 것은 1960 년 파운드와 레브카였습니다(APS).
궤도의 시계는 땅의 시계보다 빨리 가며, ESA 는 갈릴레오 위성 5 · 6 호로 이것을 확인했습니다.
💡 생활 속 예시
- 학교 과학실 선반 위 시계와 바닥 시계도 33 cm 남짓 차이라면 빠르기가 다르지만, NIST 원자시계만큼 정밀해야 그 차이가 보입니다.
- 폰 GPS 계산에는 위성이 높은 곳에 있어 시계가 빨리 가는 효과까지 들어 있습니다.
🙅 오해 깨기오해 모음 보기
누가 왜 찾았나
중력이 시간을 늦춘다는 생각은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 나왔고, 땅 위에서 그 효과를 처음 본 것은 1960 년 파운드와 레브카였습니다(APS). 1976 년 중력 탐사선 A 는 이론값을 0.02 % 정확도로 맞췄고(Stanford), 오늘날에는 NIST · JILA 의 원자시계가 선반 하나 높이의 차이까지 잽니다.
확인된 값
- NIST 가 시계 하나를 올려 중력 시간 지연을 잰 높이 차 (33 cm)
- 0.33 m 출처
- 그 차이를 79 년 평생 모으면 — 약 90 나노초
- 9e-8 s 출처
- JILA(NIST · 콜로라도대) 2022 — 1 mm 높이 차에서도 시계 빠르기가 달랐다
- 0.001 m 출처
- 무거운 물체에서 나온 빛의 적색 이동을 땅 위에서 처음 본 해 (파운드 · 레브카)
- 1960 출처
- 중력 탐사선 A (1976) 가 이론과 맞춘 정확도 — 0.02 %
- 0.0002 출처
- 궤도의 시계는 땅의 시계보다 빨리 간다 (갈릴레오 위성 5 · 6 호로 확인, 2018)
- faster in orbit 출처
- 도쿄 스카이트리 전망층 높이 — 광격자 시계 두 대로 시간 지연을 잰 곳
- 450 m 출처
교육과정에서는
- 한국 2022 · 역학과 에너지 · 시공간과 운동 [12역학01-06]
- 한국 2022 · 고급 물리학 · 현대 물리 [12고물04-02]
출처
- https://www.nist.gov/news-events/news/2010/09/nist-pair-aluminum-atomic-clocks-reveal-einsteins-relativity-personal(확인 2026-11-12)
- https://www.nist.gov/news-events/news/2022/02/jila-atomic-clocks-measure-einsteins-general-relativity-millimeter-scale(확인 2026-11-12)
- https://www.aps.org/apsnews/2005/05/this-month-in-physics-history(확인 2026-11-12)
- https://einstein.stanford.edu/SPACETIME/spacetime3.html(확인 2026-11-12)
- https://www.esa.int/Applications/Satellite_navigation/Galileo_satellites_prove_Einstein_s_Relativity_Theory_to_highest_accuracy_yet(확인 2026-11-12)
- https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/pr/2020/20200407_2(확인 2026-11-12)
이어서 보기
같은 단원 · 일반 상대성 이론과 중력파
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