일반상대성이론
일반상대성이론을 짧은 실력으로 제대로 설명할 자신은 없지만 일단 약간의 개념만 설명하고자 합니다. 틀린 부분이 있다면 메일을 보내주세요.
등가원리- 등가원리는 우리가 잘 알고 있는 뉴턴의 제 2법직의 질량인 관성질량과 중력적현상을 만들어내는 중력적질량요소가 일치한다는 가정에서 출발한 것으로 이 홈페이지의 물리학에 개략적이나마 설명이 되어 있습니다. 이 가정에서 나오는 결론은 중력적현상과 가속하는 영향으로 일어나는 관성적효과는 서로 동일하다는 사실입니다. 그렇기 때문에 가속하는 계에서 하는 실험이 실제로 중력장 안에서 일어나는 현상으로 확대해서 해석할 수 있습니다. 그렇기 때문에 중력적 영향이 없는 곳에서 가속하는 엘리베이터의 밖에서 빛을 들여보내면 엘리베이터의 밖에 있는 관측자에게는 빛이 그저 직진하고 있으나 엘리베이터의 안에서 관측하는 사람에게는 그 빛의 경로가 휘어서 곡선의 경로를 이루게 됩니다. 이렇게 되면 같은 개념으로 중력장으로 생각을 옮기면 중력장의 영향을 받는 빛의 경로는 휘게 된다는 사실을 유추할 수 있고 그 실험결과가 바로 중력렌즈의 현상이 됩니다.
시간지연- 우리들은 빛이 질량을 가지고 있지는 않으나 에너지를 지니고 있다는 사실을 잘 알고 있습니다. 또한 중력적 현상으로 중쳑체에서 멀어져갈 때 에너지를 잃는다는 사실또한 알고 있습니다. 이 두 사실을 이용하여 중력장 안에서의 빛은 시간이 느려진다는 사실을 알 수 있습니다. 물론 이 사실은 특수상대성이론의 경우와 같이 상대적인 사실이 아닌 절대적인 개념(모호하지 않다.)이 됩니다. 우선 빛이 에너지를 잃게 되면 파장이 길어지고 진동수가 낮아집니다. 그러므로 중력장에서 중력이 센 곳에서 낮은 곳으로 간다면 그 에너지를 잃게 되므로 빛의 파장이 길어집니다. 빛의 진동이 한번 진동하는 것을 기본 시간이라고 한다면 출발시의 기본시간은 도착시의 기본시간과는 그 길이가 차이가 납니다. 이것이 바로 시간의 지연이 됩니다.
시공의 휨- 위에서 말한 중력렌즈의 효과가 이 시공의 휨 현상을 가장 잘 설명해주는 사실입니다. 이 현상은 중력을 지닌 존재가 있다면 그 주위의 공간이 휘기 때문에 그곳을 지나는 빛은 그 경로가 휘어진다는 개념으로 이해할 수 있다고 봅니다. 또한 이 공간이 휨에 따라 시간 역시도 느리게 간다는 사실 역시 이해할 수 있습니다.