주메뉴바로가기 본문바로가기

상대성이론

  • [News & Issue] 당신의 시간은 존재하나요? 유료 오늘도 해가 뜨고, 진다. 30년 전 태어난 나는, 과거 어린 시절의 추억을 기억하고 현재를 살고 있으며, 머리가 하얗게 셀 미래가 오리라는 걸 의심하지 않는다. 우리의 직관대로라면 시간은, 순탄히 흐르는 강물처럼 보인다. 그런데 현대 물리학자들이 최근 들려준 이야기는 좀 다르다. 그들은 시간이 ‘없다’고 말한다. 도대체 어떻게 된 걸까. 시간은 오랫동안 흐르는 강과 같은 존재였다. 물리학의 지평을 새로 쓴 아이작 뉴턴도 시간과 공간은 절대 변하지 않는 무대와 같다고 생각했다. 더 정확히 말하면, 뉴턴의 우주에서 시간은 부수적인 것에 불과하다. 어떤 입자의 운동을 기술할 때 일단 입자의 질량이 얼마고 공간 좌표계 위에서 정확한 위치는 어디인지 상태를 적절하게 묘사하고 난 뒤, 시간을 ‘켜고’ 시간에 따른 변화를 기술한다. 20세기 초, 아인...
  • 알기쉽게 풀이한 천재의 선물상대성이론의 모든것 고전 뉴턴니즘은 물론 세계론 우주론까지 뒤흔들어 놓은 금세기 최대의 발견, 상대성이론, 아인슈타인의 놀라운 영감에서부터 출발하는 특수상대성이론 일반상대성이론을 순서대로 차근차근 소개한다. 그림과 설명을 통해 이해하고 자신의 사색으로 점검하면 상대성이론의 기본개념은 쉽게 파악할 수 있을 것이다. 19세기 말까지 뉴턴의 고전역학은 우리가 사는 보통 세계의 현상을 설명하는데 거의 완전무결하였다. 그러나 연구대상의 범위를 좀더 빠르게. 좀더 작게 확장시킬 때는 잘 맞지 않게 되었다. 그래서 뉴턴의 고전역학은 수정되어야 했는데, 광속의 세계는 상대성이론이, 미소(微小)의 세계는 양자역학이 떠맡게 되었다. 1905년 아이슈타인은 대상 물체들이 빛의 속도(초속 30만km)에 가까운 빠르기로 움직일 때 뉴턴의 고전역학이 맞지 않음을 발견했다. 그래서 뉴턴의 역학...
  • PART 2 「제5의 힘」 존재하는가 만유인력과 상대성이론 수정 위기 중력과 반대방향으로 작용하는 새로운 힘의 존재여부를 둘러싸고 실험과 논쟁이 뜨겁다. 같은 질량의 쇠공과 깃털을 진공속에서 떨어뜨리면 어느쪽이 먼저 바닥에 닿을까. 물리학의 기초가 있는 사람이라면 '동시에'라는 답을 하게 마련. 만유인력은 물체가 어떤 물질로 되어있건간에 질량에만 관계하기 때문이다. 그런데 최근 깃털이 쇠공보다 먼저 떨어지게 하는 새로운 힘이 존재한다는 주장이 나와 전세계 물리학계가 뜨거운 논쟁을 벌이고 있다. 이 '제5의 힘'의 존재가 확인된다면 '프린키피아'가 출판된지 3백년동안 물리학의 상식으로 믿어져온 뉴턴의 중력의 법칙(만유인력의 법칙)은 물론, 이를 확장해 이론적으로 정리한 아인슈타인의 일반상대성이론도 수정해야 할 형편이다. 3백년만에 도전받는 만유인력법칙 논쟁의 발단은 1986년 1월 미국 '퍼듀...
  • 일반상대성이론의 중흥 1905년 특수상대성에 이어 1915년 세상에 태어난 일반상대성은 자체 이론의 탁월성에도 불구, 빛을 보지 못했다. 이를 만들어낸 아인슈타인 조차 우주항이라는 엉뚱한 상수를 집어넣어 그 의미를 퇴색시켰다. 그러나 현대에 와서는 팽창우주론과 대폭발이론 등 각종 우주론에 적용돼 각광 받고 있는데… 1960년부터 1980년 사이에 일반상대성은 다시 태어났다. 상대성이론은 발표된 후 여러분야의 과학에 영향을 주었음에도 불구하고 1950년대 말까지는 물리학의 본류에서 벗어난, 별 쓸모없는 단지 형식만 갖춘 과목에 불과했다. 그 이유는 관측해 접촉할 대상이 거의 없고, 실제로 시험해 볼 수 있는 것이 몇 안되었으며 애매하고 대답할 수 없는 질문이 꽉 차 있는 분야로 보였기 때문이다. 1970년에 와서야 비로소 일반상대성 이론은 가장 활발하고 재미있는 물리학의 한 분야가...