<상대성 이론이란 무엇인가? 프랑수아 바누치>

 

내용:

 

<1 상대성이란 무엇일까?>
1. 갈릴레이 기준계 또는 관성계.
물체가 아무 힘도 받지 않은 상태, 그래서 계속 정지해 있거나 계속 등속 직선 운동을 하는 상태.
2. 지구에서 무언가를 측정할 때는 하나의 기준계에서 측정해야 하며, 일반적으로 지구에 고정되어 있는 기준계가 선택된다.
3. 태양계를 연구하는 행성학자들은 태양에 고정되어 있는 기준계를 선택하고, 천체 물리학자들은 은하에 고정되어 있는 기준계를 선택한다.
4. 상대성 이론은 관측자의 이동이 물리량에 미치는 영향을 분석한다.
5. 상대성 이론은 한 가지 현상을 두 개의 다른 기준계에서 측정할 때 어떻게 되는가를 검토하는 것이지, 철학자가 말하는 상대성과 같은 뜻이 아니다.
6. 빛의 속도는 초속 29만 9792.458킬로미터.

<2 아인슈타인의 상대성은 어떻게 다를까?>
1. 사고 실험. 머릿속에서 생각만으로 하누 실험으로 상상 실험이라고도 한다.
2. 시간은 정지해 있는 관찰자보다 움직이고 있는 관찰자가 측정할 때 더 느리게 가는 것으로 측정된다.

이 현상을 상대성 이론에서는 '시간의 지연'이라고 한다.
3. 공유 시간. 사건이 정지해 있는 것으로 고려되는 기준계에 묶여 있는 시간.
4. 시간도 하나만 존재하는 것이 아니라 여럿이 존재하며, 동일한 기준계에서 측정된 국소 시간의 차원에서만 하나의 시간을 논할 수 있다.
5. 상대성 이론의 필수적으로 적용되는 영역은 두 가지가 있다. 하나는 입자 물리학이고, 다른 하나는 천체 물리학이다.
6. 상대성 이론에서 주의할 점은 시간은 빨리 가거나 천천히 가는 것이지, 거꾸로 거슬러 올라가는 것은 아니라는 것이다.
7. 아인슈타인의 상대성 이론이 말하는 결과는 갈릴레이의 상대성에서 생각했을 때 얻는 결과와 다르다.

아인슈타인의 상대성에 갈릴레이의 상대성이 포함된다고 하는 게 더 맞다.
8. 상대성 이론에 따르면 에너지와 질량은 같은 것이다. 에너지가 증가하는 것은 질량도 증가한다는 뜻.
9. 프랑스 화학자 라부아지에. 생성되는 것도 없고, 소멸되는 것도 없다. 모든 것은 형태를 바꿀 뿐이다.
10. 등가 원리. 중력과 가속도의 효과를 구분할 수 없는 것.

<3 상대성 이론의 한계는 무엇일까?>
1. gps가 제대로 작성하려면 안정도가 무척 높은 시계가 필요한데, 위성이 위치한 높이에서는 지상과 시간이 다르게 흐른다는 사실을 고려하여, gps의 시계를 아주 미세한 차이로 더 느리게 가도록 해둔다.
2. '상대성 이론'은 천체 물리학에서 다루는 큰 규모의 물체들과 관련된 중력의 상호 작용을 연구하는 분야이고, 반면 '양자 역학'은 원자 이하의 입자들 사이에서 벌어지는 상호 작용을 연구 대상으로 하는 분야이다.

3. 아인슈타인은 최후의 연구를 하는 동안 두 가지 지식을 한 가지 개념으로 조화시키고자 했는데, 이를 통일장 이론이라고 한다. 하지만 아인슈타인은 끝내 그 이론에 이르지 못했다.

4. 끈 이론. 우주를 구성하는 최소 단위가 점같이 생긴 입자가 아니라 끊임없이 진동하는, 매우 가느다란 끈이라고 보는 이론.(시공을 11차원으로까지 예측하고 있음)

 

느낀 점:

갈릴레이부터 아인슈타인까지 배워 볼 수 있는 책.

상대성 이론이 갈릴레이때 부터 나온 지 몰랐고, 아인슈타인의 상대성 이론이 갈릴레이의 상대성 이론을 포함한다는 것을 배울 수 있었다.

시간은 정지해 있는 관찰자보다, 움직이는 관찰자의 시간이 더 느리게 간다고 한다.

아마도 집에서 쉬고 있을때는 시간이 엄청 빠르게 지나가는 것 같은데, 회사에서 일하고 있으면 시간이 더 느리게 가는 것처럼 느껴지는 이유가 이런 물리학적 사실 때문일까?(서프라이즈)

 

과학은 단순히 주변 세상을 이해하는 데 열쇠를 제공하는 것 이상의 역할을 한다.

 

오늘도 새로운 분야의 책을 통해 생각의 영토를 넓히고 간다.