인터스텔라 상대성이론

wjhfwuifhwiuh 2020-02-29 (토) 00:12 조회 : 598

영화를 보고나서 아이가 궁금하다는데 설명이 힘듭니다
행성마다 시간이 왜 다른지
시간은 흐르는게 아니고 하나의 field 인지
중력이 세다고 왜 시간이 느리게 가는지
제가 지식이 짧아서 힘드네요ㅠ
쉽게 설명하는 방법이나 영상 or 책 없을까요

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마음

2020-02-29 (토) 01:38

일단 블랙홀을 한개 놔둬야겠죠.
이 블랙홀이라는건 중력이 너무 세서 빛마저도 빨려들어가 검게 보인다고 하여
블랙홀이라고 부른다는건 아시죠?
그렇다면 여기에 블랙홀이 하나 있다고 하고
하나는 블랙홀에 빨려들어가지는 않지만 좀 아슬아슬하게 가까이 있는 항성
(사실 행성이라고 하면 안됩니다. 행성은 지구 목성 같은 큰 별의 위성을 행성이라고 하고
우리가 부르는 태양같은 어떤 계를 이루는 중심별을 항성이라고 하죠.
즉 블랙홀에 대해 이야기할때는 항성급으로 이야길 해야지 행성급으로 이야기를 하면 안됩니다.)
을 A라고 하고
블랙홀에 영향을 받지 않을 정도로 충분히 멀리 있는 항성을 B라고 하겠습니다.
여기서 A별의 바로 안쪽을 그 블랙홀의 사건의 지평선이라고 합니다.
즉 그 안쪽으로 조금만 더 가까이 들어갔다가는 블랙홀의 영향권에 붙잡혀 빨려 들어간다는거죠.
그렇다면 A별 사람과 B별 사람이 전화통화(예를 들어서...;)로 방금 똑같이 시간을 맞췄습니다.
그 후에 A,B별과는 상관없는 다른 별 사람이 이 두 별의 시간을 본다면 어떨까요?
아마 A별의 시간이 한참 느릴겁니다.
그런데 여기서 이걸 왜 그런건가요? 라고 물어보면 안됩니다.
중력때문에 그럴것이다 라고 하는게 상대성이론이거든요.
아마 분명 그럴것이다라고 예상만 한거지
이미 정립된 규칙이나 그런 것이 아닙니다.
요즘에서야 조금씩 그 증거가 나타나고 있죠.
아이가 물어본다면
블랙홀이 시간도 끌어당겨서 블랙홀에 가까우면
시간이 늦게 늦게 가지 않을까하고 예상을 하는거라고
이야기해주시면 될듯 합니다.
사실 블랙홀도 얼마전까진 이론뿐이었습니다.
그런 것이 있을것이다라고 상상 혹은 예상만 했을뿐이죠.
최근에 엄청난 노력으로 실제 블랙홀의 이미지를 엄청난 장비들과 컴퓨터를 이용해
합성했다고 하는데 아직 만족할만한 수준은 아니긴 합니다.
블랙홀이나 상대성이론이나 아마 그렇지 않을까라고 상상을 해본거라고 아이에게 이야기해주시면서

마음

2020-02-29 (토) 01:42

네가 어른이 되었을땐 증거가 더 많이 나와서 그때는 지금처럼 상상이 아니라 사실이 되어 있을지도
모르지 않겠냐고 이야기해주세요.

wjhfwuifhwiuh 글쓴이

2020-02-29 (토) 02:03

능력자시네요 정말 감사합니다

나루산

2020-02-29 (토) 23:28

항성 : 핵융합으로 스스로 빛을 내는 천체(태양과 같음)
행성 : 항성을 공전하는 천체(수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성등과 같음)
위성 : 행성을 공정하는 천체(달, 포보스, 이오, 가니메데, 갈리토스, 유로파등과 같음)

백색왜성 : 태양과 같은 항성이 핵융합할 수 있는 재료를 다쓰고 초신성 폭발 후 남겨진 천체(발견)
중성자별 : 태양보다 십배 정도 무거운 항성이 초신성 폭발후 남겨진 천체(발견)
블랙홀 : 태양보다 수십배~ 이상 무거운 항성이 초신성 폭발후 남겨진 천체(발견)

나루산

2020-02-29 (토) 21:23

빛의 속도는 일정하므로 이것을 기준으로 중력에 의한 공간의 휨이 있는 곳과 휨의 없는 곳의
이동 거리의 차이가 발생 하게 된다. 그러면 시간은 일정하고, 속도도 일정 한데 나간 거리가 맞지
않게 되는 모순이 발견되는데... 이것을 설명하면

간단하게 예를 들겠음....(복잡한 공식 안씀, 간단하게 하는 거니까 개념만 이해하고 책에는 어쩌구 하지 말길 바람)

v(속도) = m(거리)/s(시간) 이것을 변형하면

s(시간) = m(거리) / v(속도) => 여기서 빛의 속도는 일정함....

예)1초 = 30만Km / 빛의 속도 (중력이 0인 곳의 빛의 이동 거리)
예)1초 = 25만Km / 빛의 속도 (중력이 1인 곳의 빛의 이동 거리, 공간이 휘니까 빛이 더 짧게 이동함)
둘사이에 모순이 발견됨.... 결국 시간이 변해야 이 공식이 맞게됨
(증명됨... 여러분이 사용하는 GPS가 이러한 공식에 의해 시간을 맞추고 있음)

나루산

2020-02-29 (토) 21:46

사건의 지평선 설명 :
블랙홀은 아주 강한 중력으로 인해서 공간의 휨이 발생하는데 그 공간의 휨이 시작되어 무한으로 수렴되어 휘어지는 중심점이 있습니다. 그 공간의 휨이 있는 곳에서도 빛이 그 공간의 휨에 따라 같이 휘어져 나아가지만 계속 나아갈 수 있는 지점이 있고, 빛이 공간의 휨에 따라 밖으로 나아가지 못하는 지점이 있습니다. 이 지점 즉 빛이 휨에 갇혀서 밖으로 나아가지 못하게 되는 시작 지점이 사건의 지평선 입니다. 사건의 지평선을 기준으로 현실계(물리법칙 지배)와 양자계(물리법칙이 다른 곳)로 나뉘게 됩니다.

나루산

2020-02-29 (토) 21:55

참고 :

EBS 다큐프라임 빛의 물리학 1부, 빛과 시간 특수상대성 이론

https://www.youtube.com/watch?v=9iQtSD9oZd8

초베지트

2020-03-02 (월) 10:33

직접 경험해보기 전까지는 이론일 뿐입니다

나루산

2020-03-02 (월) 11:47

중력 렌즈 효과등 많은 실험과 결과를 통해 아인슈탕인의 상대성이론은 입증된 상태 입니다.
지금 사용하는 스마트 폰에 GPS가 있는데 이는 인공위성 3개 이상이 위치를 잡아 줍니다.
이 인공위성 3개는 각기 매우 빠르게 움직이고(가속도=중력, 이것도 아인슈타인 할배 밝힘)
각각의 위치가 달리 있어서 미묘한 시간차이가 발생하게 되는데 이를 보정해 주는것이 아인슈타이인의
상대성 이론입니다. 현실에서도 아주 잘 사용되고 있죠.... 여러분이 아주 많이 경험하며 살고 있습니다.(GPS와 상대성 이론 -> 이렇게 검색해 보면 관련 자료 엄청 나게 나옴)

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