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당신이 인생의 첫 18년동안 지구가 평평하다고 배워왔다고 생각해 봅시다.
초등학교때부터 고등학교때까지 우리가 사는 평평한 지구에 대해서 들어왔고,
지루한 평평한 지구의 물리 숙제를 해왔고, 그리고, 만약 운이 줗다면,
당신이 물리학과에 들어가고 그리고 짠!
난생 처음 교수님들이 지구본을 보여주며 하는말이 "지금까지 거짓말 해서 미안하지만, 사실 지구는 둥글다네".
이것은, 불행하게도, 정확하게 우리가 다음에 나올 것들에 대해 하는 것들입니다.
1. 중력 당신은 아마 물체들이 중력에 기반해 서로 끌어당긴다고 들어봤을 것입니다.
그래서 당신은 아마 자라오면서 빛이 중력에 의해 영향을 받을 수 없다고 생각해봤을 것입니다. 왜냐하면 빛은 질량이 없으니까요.
저도 그랬었구요. 하지만, 중력의 근원은 질량이 아닙니다.
에너지와 운동량입니다. 빛은 확실히 둘다 가지고 있죠. (몰론 일반적인 물질들도 그렇습니다)
그래서 빛은 행성이나 별이나 블랙홀을 지나면서 휘어질 뿐만 아니라 행성이나 별이나 블랙홀을 끌어당깁니다.
(확실하게 하자면, 그건 아주아주 작은 양입니다. 그러나 '작은 양'은 0이 아니죠.)
어쨋든, 요점은 뉴턴의 만유인력의 법칙은 그저 근사값이라는 거죠.
달에 사람을 데려가기에는 충분하지만, 완벽하진 않습니다. 일반상대성이론이 더 낫죠.
2. 특수상대성이론 달에 대해 얘기하자면, 당신은 또한 양이 기차에 대해 2 km/h로 움직이고,
기차가 같은 방향으로 땅에 대해 2 km/h로 움직인다면, 양은 땅에 대해서 4 km/h로 움직인다고 배웠을 것입니다. 2 + 2 = 4니까요.
맞죠? 틀렸습니다.
특수상대성이론에 대한 실험은 속력은 단순히 서로 더해지지 않는다는 것을 확인해줬습니다.
그래서 양은 실제로 아주아주아주 약간 땅에 대해 4 km/h보다는 약간 느리게 움직일 것입니다.
그리고 이 속도를 더하는 것의 편차를 올바르게 구하는 공식은 ( v1 + v2 ) / ( 1 + v1v2 / c^2 ) 입니다.
이것은 큰 효과를 주진 않습니다. 그런데 지구는 사실 꽤 평평하게 보이죠, 그렇죠?
그러나 지구는 평평하지 않습니다. 만약 제가 제 고양이로부터 10,000 km를 가고 당신이 거기서 10,000 km를 더 가면,
당신은 제 고양이로부터 20,000 km 떨어져있는 것이 아닙니다. 고작 12,750 km 떨어져 있을 뿐이죠.
사실, 당신이 지구상에서 무언가로부터 가장 멀리 떨어질 수 있는 거리는 12,750 km 입니다.
이것이 "지구의 거리제한" 입니다. 우리는 보통 지구의 지름이라고 부르죠.
그리고 비슷하게, 당신이 두 개의 속력을 더하려고 한다면, 여기에는 300,000,000 m/s의 "우주의 속도제한"이 있습니다. 이것을 빛의 속도라고 하죠.
그러므로 그저 우리의 눈에 지구가 평평하게 보이고, 속력이 단순히 서로 더해지는 것처럼 보이고, 그리고 빛이 중력에 영향을 받지 않는 것 처럼 보인다 해도,
이것이 우리 스스로와 우리의 아이들이 사물의 본성을 잘못 알게 할 이유가 될 수 있을까요?