일반 상대성 이론으로 보면 사과는 왜 떨어질까?

Why does an apple fall, according to general relativity?

일반 상대성 이론에서는 사과를 끌어당기는 «힘» 없이 사과가 어떻게 떨어질까요?

무슨 일이 일어났나

뉴턴은 사과가 지구의 중력에 끌려 떨어진다고 설명했고, 일반 상대성 이론은 지구가 휘게 한 시공간 속에서 사과가 가장 자연스러운 길을 따라간다고 설명합니다.

Stanford 누리집은 이 둘을 같은 일의 두 설명이라고 적습니다 — «중력이 있어 휜 길로 떨어진다» 는 설명과 «무거운 물체가 둘레 시공간을 휘게 한다» 는 설명입니다.

그 휨에는 공간만 있는 게 아닙니다: 시뮬레이터에서 3 m 높이 차이로도 아래 시계가 3.27×10⁻¹⁶ 만큼 느리고 1 년이면 10.3 ns 뒤처집니다 — 늘인 천 모형은 이 «시간의 휨» 을 보여 주지 못합니다.

뉴턴이 떨어지는 사과를 보고 중력을 떠올렸다는 이야기는 «전해 오는 이야기» 입니다.

💡 생활 속 예시

  • 놀이터 미끄럼틀 위에서 놓은 공이 굴러 내려오는 것을 뉴턴은 «힘» 으로, 아인슈타인은 «휜 시공간을 따라가는 길» 로 봅니다 — 일상에서는 두 설명이 내놓는 길이 거의 같습니다.
  • 과일 가게 저울이 사과 무게를 재는 것도, 일반 상대성 이론으로 보면 저울판이 사과가 휜 시공간을 따라 «떨어지려는» 것을 막아 주는 힘을 재는 셈입니다.

확인된 값

«힘을 받아 떨어진다» 와 «휜 시공간을 따라간다» 는 같은 일을 두 가지로 말한 것
two descriptions 출처
떨어지는 물체는 중력이 있어 휜 길을 따라 움직인다
curved path 출처
무거운 물체는 둘레의 시공간을 정해진 방식으로 휘게 한다
warps spacetime 출처
질량이 있는 모든 것은 둘레의 공간과 시간을 휘게 한다
curves space and time 출처
땅 표면 시계는 우주 공간 시계보다 느리게 간다 (Stanford)
slower on surface 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 역학과 에너지 · 시공간과 운동

출처

이어서 보기

같은 단원 · 일반 상대성 이론과 중력파

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