사과가 나무에서 떨어져 뉴턴의 머리를 부딪혔는데, 뉴턴은 중력을 발견했다. 이것은 단지 암시나 전설일 뿐 반드시 역사적 현실은 아니지만 뉴턴의 만유인력 발견은 사실입니다.
아인슈타인은 왜 사과가 떨어질 때 구부러지지 않는지 의아해합니다. 그리고 시공간 곡률이 어떻게 생겼는지 본 사람은 아무도 없습니다. 이 이론은 단지 아인슈타인의 머리의 산물일까요?
사실 이 세상에는 마치 위대한 이론을 뒤집고 환상을 품듯이, 먹고 똥 싸는 작은 경험과 논리에 의지해 매일 고민하는 사람들이 있다. 충격적인 세상의 이론을 세우는 것은 많은 신자들을 속이고 인터넷에서 떠들썩하게 만들었습니다.
그러나 아인슈타인의 이론은 이렇게 해서 나온 것이 아니다. 그는 전 세계 과학자들을 속였다.
그의 이론은 100년 넘게 검증되었으며, 수많은 관찰 사실과 실험적 증거에 의해 검증되었습니다. 지금까지 그의 이론 체계를 반증할 수 있었던 사례는 없으며 모든 예측은 다음과 같습니다. 상대성 이론이 하나씩 계속해서 확인되어 왔습니다.
중력파, 블랙홀, 우주 마이크로블로그 배경 복사, 시공간 곡률, 중력 렌즈 등 누군가가 전 세계의 과학자들을 속일 수 있거나, 과학자 집단을 속일 수 있다면, 이 "기만"은 그만한 가치가 있을 것입니다.
뉴턴 역학은 물체가 일정한 관성 질량을 가지고 있다는 것만 알고 질량을 공간, 시간과 무관한 개념으로 취급한다. 그러므로 그는 나무에서 떨어지는 사과가 중력의 표현이라는 것을 발견했지만 중력의 근원을 발견하지는 못했습니다.
아인슈타인은 질량과 에너지의 관계에 대한 연구에서 출발하여 질량이 공간과 시간에 교란을 일으킨다는 결론을 내렸습니다. 우주 중력의 출현과 결과는 질량으로 인한 공간과 시간의 곡률입니다. 질량은 중력의 근원이며, 공간과 시간을 뒤틀고 사과를 나무에서 끌어당기는 지구의 소용돌이입니다.
원자든, 사람이든, 산이든, 천체이든 질량을 가진 모든 물체는 공간과 시간에 교란을 일으키게 됩니다.
단, 중력은 네 가지 기본 힘 중 가장 약한 힘일 뿐입니다. 작은 질량의 물체가 시공간에 미치는 교란은 매우 작아서 관찰하기 어렵습니다.
물에 물건을 던지면 물에 방해가 되는 것과 같습니다. 개미를 던지면 거의 눈에 띄지 않지만 큰 돌을 던지거나 사람이 뛰어들면 소란이 극명하게 드러납니다. 공간과 시간이 왜곡된 결과로 물체 주위에 시공간 소용돌이, 즉 시공간 함정이 형성됩니다.
매스가 주변 환경에 미치는 영향은 공간뿐만 아니라, 정리하면 시간과 공간이기도 하다. 시공간은 분리될 수 없습니다. 서로 다른 중력장의 영향으로 시공간 왜곡 정도가 다르며 그에 따른 팽창 효과가 시간에 따라 발생합니다.
가까이 있는 두 물체가 양 당사자에 의해 발생한 시공간 소용돌이나 함정의 영향을 받으면 서로의 소용돌이에 빠져 서로 끌어당기는 것처럼 보이는 현상이다.
두 천체의 질량이 크게 다르면 작은 천체가 큰 천체의 함정에 빠지게 된다. 큰 천체가 작은 천체를 끌어당기는 것 같다.
뉴턴의 만유 인력 이론은 물체 사이의 상호 인력을 설명합니다.
이 상호 끌어당김의 강도는 질량의 곱에 정비례하고 거리의 제곱에 반비례합니다. 이는 중력 공식으로 표현될 수 있습니다: F=GMm/r^2
공식에서 F는 만유 중력을 나타내고 G는 중력 상수, 즉 6.67?10^-11 N을 나타냅니다. ?m^2/kg^2; M과 m은 중력 상호작용 크기 물체(천체)의 질량(kg)이고, r은 둘 사이의 거리(m)입니다. 많은 과학자들은 팽팽한 침대 시트를 이용하여 실험을 하고, 크고 작은 물체가 침대 시트를 누르는 효과를 이용하여 질량에 의한 공간과 시간의 교란을 표현합니다.
늘어난 시트는 마치 공간과 시간의 조각과도 같다. 크기가 다른 쇠구슬을 천체(혹은 어떤 물체라도)처럼 활용한 시트 위에는 커다란 쇠구슬이 파묻혀 있는 구멍이 크다. 시트 위에서 쇠구슬이 가라앉는 구덩이는 그에 따라 더 얕아집니다.
가벼운 플라스틱 공을 사용하면 크기는 크지만 침대 시트에 가라앉는 구덩이가 더 얕아집니다.
이는 시공간 왜곡에 미치는 영향이 질량에 비례함을 보여줍니다.
같은 질량의 공 두 개가 서로 가까워지면 서로 형성된 구덩이에 빠지며 서로 끌어당기는 것처럼 보입니다.
질량이 큰 공이 형성한 함몰 부분에 질량이 작은 공이 접근하면 질량이 큰 공이 형성한 움푹 들어간 곳을 향해 작은 질량의 공이 굴러가면서 마치 큰 공은 작은 공을 끌어당긴다.
이 작은 공들이 상응하는 속도를 가지면 큰 공 구덩이 바닥으로 떨어지지 않고 구덩이 가장자리를 중심으로 회전합니다. 이것이 궤도 속도입니다. 속도가 궤도 속도보다 크면 작은 공이 구덩이에서 탈출할 수 있으며 이를 탈출 속도라고 합니다. 작은 공의 속도가 궤도 속도보다 낮으면 작은 공은 무기력하게 구덩이 바닥으로 떨어집니다. 큰 공의 구덩이.
이 실험은 지구가 태양 주위를 도는 이유와 보이저 1호가 태양계 밖으로 날아갈 수 있는 이유를 충분히 설명합니다.
물론 이 실험은 시공간에서 질량의 교란과 크고 작은 질량이 형성하는 시공간 소용돌이의 상호 작용 메커니즘을 생생하게 보여줄 뿐입니다.
그러나 이 실험은 시공간과 왜곡의 상태를 제대로 설명할 수 없습니다.
왜냐하면 우리 우주에는 넓은 바다처럼 공간과 시간이 어디에나 있기 때문입니다. 우주의 모든 천체 물질은 물고기처럼 이 바다 깊은 곳에 있어서 주변 물을 교란시키고 형태 균일한 방향을 갖는 평평한 시트와 달리 소용돌이나 트랩은 전방향입니다. 시공간 곡률론이 눈에 보이지도 않고 만질 수도 없다고 주장하는 일부 사람들의 경우는 아인슈타인이 뺨을 때렸다는 추측에 불과하다. 그 이유는 이 사람들이 과학적 정보와 동향을 전혀 진지하게 연구하고 이해하지 않았기 때문이다. 그들은 선택적으로 눈이 멀었습니다.
실제로 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 소개되자마자 시공간 곡률 이론이 확인됐는데, 가장 유명한 예는 수성의 세차운동과 별빛이 빛을 낼 때 나타나는 현상을 완벽하게 설명하는 것이다. 태양 근처를 통과하면 태양의 중력이 편향을 일으킨다는 예측이 확인됐다.
그래서 시공간 곡률 이론은 눈에 보이면서도 실체적입니다.
수성의 근일점 세차 현상은 한 세기 전에 발생한 문제입니다. 1859년 프랑스 천문학자 르베리에는 근일점에서 관측된 수성의 세차운동 값이 뉴턴의 법칙에서 도출된 이론적 값과 일치하지 않는다는 사실을 발견했습니다.
뉴턴의 법칙에 따르면 수성의 근일점은 세기당 N=5557.62각초로 세차해야 하지만, 실제 관측된 값은 O=5600.73초입니다. 두 값의 차이는 세기당 43.11각초입니다. .
많은 과학자들이 이 현상을 연구했지만 답을 찾지 못했습니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 나온 1916년이 되어서야 거기에 담긴 공간 곡률 이론이 이 문제를 완벽하게 설명했습니다.
이것은 시공간 곡률 이론의 가장 강력한 증거가 되었습니다.
시공간 곡률 이론도 먼 거리의 별빛이 태양 근처를 지날 때 태양 질량에 의한 시공간 곡률로 인해 1.7각초만큼 휘어진다고 예측하고 있다.
1919년 영국의 천문학자 에딩턴은 아인슈타인의 예측을 검증하기 위해 특별히 브라질과 아프리카로 두 차례의 탐험을 조직했습니다. 그들은 개기 일식을 관찰하여 아인슈타인의 예측이 절대적으로 정확하다는 것을 확인했습니다.
이는 당시 전 세계에 센세이션을 일으켰다. 이 결과가 발표되자 왕립과학원은 열광했고, 아인슈타인의 상대성 이론은 전 세계를 휩쓴 위대한 이론이 됐다. 질량은 공간을 구부릴 뿐만 아니라 시간도 확장합니다. 큰 중력장에서는 시간이 느려지는데, 이는 많은 실험적, 관찰적 증거로 확인되었습니다.
가장 간단하고 대표적인 예가 GPS 네비게이션 위성이다. GPS 항법 위성은 고도 20,000km 이상에서 작동하기 때문에 일반 상대성 이론에 따르면 지구의 질량으로 인한 시공간 곡률은 표면의 곡률보다 작습니다. 하루에 약 45마이크로초로 지상에 있는 것보다 빠릅니다.
이렇게 GPS 위성의 고속 운용으로 인한 시간 팽창 효과가 양수 및 음수 오프셋 이후 하루에 7마이크로초 느려지고 하루 38마이크로초 빨라지는 실제 상황과 결합하면 그에 따라 원자 시계의 작동 주파수가 조정되어 탐색이 더 정확해집니다.
이러한 상대론적 효과는 우리 인간들에게 흔한 실천적 활동이 되었습니다. 아직도 믿지 못한다면, 당신은 사실상 잠든 척하는 사람들을 깨울 방법이 없습니다.
그렇습니다. 토론은 환영합니다.
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