빛은 질량이 없는데 왜 중력 때문에 휠까?

Why does massless light bend under gravity?

질량이 없는 빛이 어떻게 무거운 해 옆에서 휠 수 있을까요?

무슨 일이 일어났나

로켓이 가속하는 동안 빛이 방을 건너면 그사이 바닥이 올라와, 안에서는 빛이 휜 길로 보입니다 — 등가 원리는 중력 속에서도 빛이 똑같이 휜다고 말합니다.

일반 상대성 이론은 이것을 «질량이 시공간을 휘게 하고, 빛은 그 휜 시공간을 따라간다» 로 설명합니다 — NASA 는 공간의 휨이 먼 별빛의 길을 휘게 한다고 적습니다.

Stanford 는 중력 속 작은 곳 어디서 재도 빛의 빠르기가 특수 상대성 이론대로 같다고 적습니다 — 빛이 느려지거나 «무게가 생겨서» 휘는 것이 아닙니다.

해 옆을 지나는 빛은 뉴턴 계산의 두 배 휘고(NASA), 1919 년 일식 때 해 곁 별이 옮겨 보인 크기는 2 각초가 안 됐습니다(ESA).

📸 진짜 모습

스피처 우주 망원경이 찍은 은하단 아벨 2744 — 이 은하단의 중력이 렌즈처럼 더 먼 뒤쪽 은하를 크게 보이게 합니다.불러오는 중…📸 사진

스피처 우주 망원경이 찍은 은하단 아벨 2744 — 이 은하단의 중력이 렌즈처럼 더 먼 뒤쪽 은하를 크게 보이게 합니다.

출처: NASA/JPL-Caltech · 퍼블릭 도메인 · NASA 그림 창고 원본 ↗

💡 생활 속 예시

  • 놀이터 회전 무대 위에서 친구에게 공을 굴리면 공이 휘어 보이는 것처럼, 움직이는 곳 안에서는 곧게 간 것도 휜 길로 보일 수 있습니다.
  • 어두운 방에서 폰 손전등을 켜면 빛이 똑바로 가는 것 같지만, 지구 중력 속에서는 3 m 를 건너는 동안 1 000 조분의 0.5 m 쯤 아래로 처집니다.

확인된 값

무거운 천체가 시공간을 휘게 해 빛이 휜다
light bends 출처
공간의 휨이 먼 별에서 오는 빛의 길을 휘게 한다
curved path 출처
아인슈타인 이론의 빛 휨은 뉴턴 계산의 두 배
2 배 출처
중력 속 작은 곳 어디서 재도 빛의 빠르기는 같다
same c locally 출처
일식 때 해 곁 별이 옮겨 보이는 크기 — 2 각초가 안 됨 (≈ 9.7×10⁻⁶ rad 미만)
2 arcsec 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 역학과 에너지 · 시공간과 운동

출처

이어서 보기

같은 단원 · 일반 상대성 이론과 중력파

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