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일반 상대성 이론으로 보면 사과는 왜 떨어질까?

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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③ 교육과정

2022 개정 과학과 교육과정과 영국·호주·일본 교육과정에서 그 내용이 어디에 나오는지 함께 적습니다.

④ 실시간 자료

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