아인슈타인의 상대성이론

아인슈타인의 상대성 이론은 한번 즈음 들어보셨을 겁니다. 오늘은 이에 대해 자세히 설명해 드리겠습니다.

 

아인슈타인이 말하는 상대성 이론은  크게 두 가지로 볼 수 있습니다

그 두 가지는특수상대성 이론하고 일반 상대성 이론입니다. 이를 풀어서 설명하자면 시간과 공간 중력에 대한 것을 말하며 기존의 물리학자인 뉴턴이 말한 물리법칙을 보완하고 변형시킨 이론입니다.

목차
●특수상대성이론
●일반상대성이론

특수상대성 이론

특수상대성 이론은  쉽게 말해 속도감이 다른 상태에서 서로의 시간이 어떻게 변하는지를 생각하는 것입니다

다시 말해 속도감 있게 움직이는 물체에 있는 관찰자와 다소 느린 움직임을 가진 물체에 있는 관찰자 관점에서 서로 느끼는 시간과 공간을 어떻게  관찰하며 변화하는지를 보는 것이라 하겠습니다.

상대성 이론의 요점은 관찰자에 따른 상대적인 시간을 보는 이론인데 어떠한 현상에 서로 다른 관측자에 따른 속도등에 관련이 있다는 것입니다.

 

다소 추상적으로 느껴질 듯싶어 예를 하나 들어 보자면 빠르게 움직이는 빛에 관찰자가 타고 있다면 이 관찰자는  빛에 타고 있지 않은 관찰자에 비해 시간이 느려지며, 그 길이의 의미도 짧아진다는 것이 특수상대성 이론의 예라 할 수 있습니다.

 

뉴턴의 법칙에서는 시간 그리고 공간이 서로 변화가 없는 절대적인 개념으로 놓았지만, 아인슈타인의 특수 상대성 이론에서는 빠른 물체를 관측자에 따라 속도를 다르게 느낄 수 있다는 것입니다. 

당시에 모든 물리학의 기본이 되는 뉴턴의 법칙을 뒤집는 것이어서 꽤나 획기적이고 충격적이라 할 수 있겠습니다. 

좀 더 쉬운 일상활에서의 예를 들자면 다음과 같습니다

 

무빙워크를 안에 두 사람이 있고 한 사람이 가만히 있고 또 한 사람은 무빙워크를 빠르게 걷는다면 이를 무빙워크 밖에서 보는 두 사람의 속도와 뒤에서 가만히 무빙워크를 타고 있는 이가 앞서 빠르게 걷고 있는 이를 보는 속도랑 다 달라질 수밖에 없음을 생각할 수 있습니다. 이와 같이 특수 상대성 이론은 관측자에 따라 상대적인 시간을 말하는 이론입니다.

 

일반 상대성 이론

뉴턴의 중력 이론을 좀 더 자세하고 정확하게 설명한 이론이라 생각하면 됩니다.. 중력자체가 질량과 공간자체를 굴절시킬 수 있음을 아인슈타인은 말했습니다. 이 일반 상대성이론으로 인해 행성의 경로 등을 설명가능하며 상대적으로 큰 질량의 물체에서 좀 더 큰 굴절이 생길 수 있음을 말하여 줍니다..

일반 상대성 이론을 설명하는 예화 중 하나가 빛의 상대성입니다. 빛자체는 여러 관측자가 보았을 때 똑같은 속도로 이동한다. 이러한 성질에 의해 빛의 속도는 누가 보든 빛의 움직임은 변하지 않습니다.

또 다른 이론의 예로 타이타닉 효과라는 예가 있는데 그 예는 다음과 같습니다. 엄청나게 빠른 우주선이 지구로 오게 되면 그 우주선 안에서 느끼는 사람의 시간과 지구에서의 시간이  다르게 진행됨에 대해 설명합니다.

 

이러한 어려운 개념은 일상에서는 그 차이나 생각을 하기 힘들지만, 고속의 우주선의 이동이나 큰 질량을 가진 천체 주변의 움직임등에서는 이론의 중요성이 커질 수 있습니다. 아인슈타인이 말한 상대성 이론은 과학 자체의 여러 이론 및 천문학의 내용들을 혁신하며 현대 물리학의 토대가 되었다고 평가받고 있습니다. 

 

 

아인슈타인의 상대성 이론은 모든 사람이 진리로 받아들이고 학습했던 뉴턴의 이론을 뒤집어엎는 획기적인 이론으로, 지금의 물리학의 기본을 이룬 중대한 이론입니다..