중력파.... 아인슈타인의 가설을 증명
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호수 196호 발행인 인선(강재훈) 발간일 2016-03-01 신문면수 6면 카테고리 종합 서브카테고리 -페이지 정보
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입력자 총지종 입력일시 20-02-16 17:39 조회 4,550회본문
지난 2월 12일 미국의 라이고(UG0 • 레이저 간섭계 중력파 관측소)가 중력파를 지난해 직접 검출했다고 발표하자 전 세계가 흥분했다.
아인슈타인이 1915년 일반상대성 이론에서 중력파를 예견한 지 100년 만에 그 실체를 확인한 것이다. 아인슈타인은 고전 물리학의 기준으로 설명하기 어려웠던 시간과 공간이 동시에 존재 하는 시공간이라는 개념을 도입하고 그 유명한 상대성이론을 발표했다.
아인슈타인의 상대성 이론
고전 물리학에서는 우주와 물질에 관해 이야기 할 때 보통 시공간(時空間)은 생각하지 않는다. 물리학자들도 아인슈타인切 상대성이론을 발표 하기 전까지는 시공간을 연구의 대상으로 삼지는 않는다. 시간(時間)과 공간(空間)을 한데 묶어 시공간이라고 부른다. 일상적 경험의 세계에서 볼 때 시간과공간은 서로관련이 없다
또한 물질과도 아무런 관계가 없는 것처럼 보인다. 시간은 공간이 어떻게 되었든 아득한 과거에서부터 미래를 향하여 흘러간다. 시간을 측정하는 사람의 상태에 관계없이 누구에게나 똑같이 흘러가는 것처럼 보인다. 우주 어디에나 똑같이 적용되는 것처럼 보인다.
시간과 마찬가지로 공간도 누구에게나 똑같이 보일 것이라고 생각하기 마련이다. 나에게 100m인 거리는 다른 사람에게도 100m이며 공간은 물질과 상관없이 무한히 넓게 퍼져 있다고 생각했다. 우리는 일상적 경험에 비추어 시공간(時空間)은 공간이 무엇으로 채워져 있건 없건 상관없이 무한히 펼쳐져 있는 관념적인 것이다. 공간이 비어 었어도 거기에서 공간의 길이를 생각할 수 있고 물질로 꽉 차 있어도 꼭 같이 공간적 길이를 생각할 수 있는, 하나의 추상적인 관념이 시공간인 것처럼 보인다.
공즉시색 색즉시공... 적대시공간은 추상적인 관념인가?
누구에게나 꼭같이 주어진 것처럼 보이는 시공간을 절대시공간이라고 부른다. 시공간은 길이를 잴 수 있다는 뜻에서 물리학적인 개념 이지만 사랑이나 슬픔같은 빗물리학적인 추상적 개념보다 더 추상적인 개념이 절대시공간의 개념 이다.
사랑이나 슬픔은 물질처럼 존재를 느낄 수 있는 물리적 실재는 아니다. 그러나 사람이 서로 사랑하고 슬픔과 기쁨을 느낌으로써 사람의 생각과 행동에 영향을 준다는 뜻에서 비록 추상적 이긴 하지만 공허한 것은 아니다.
이에 비해 절대시공간(時空間)은 물질(物質, 色, nipa)과 아무런 영향을 주고받지 않는다는 뜻어서 공허한 것이라고 말할 수 있다. 적어도 일상적인 경험세계에서는 누구나 다 그렇게 느낀다는 뜻이다
아무런 형체도 없고 물질과 영향을 주고받지도 않는 것처럼 보이는 시공간이 형체도 있고 물질과 영향을 주고받을 뿐 아니라 물질처럼 태어나기도 하고 없어질 수도 있으며 구부러 지기도 하고 찢어질 수도 있으며 자연을 바라 보는 사람의 운동 상태에 따라시간이나 공간의 길이도 달라진다는 것을 밝힌 것이 아인슈타인의 상대성이론이다.
“까마귀 날자 배 떨어진다.”는 속담이 있는데 까마귀가 날고 배가 떨어졌다는 사건이 있다면 세 가지 경우를 생각할 수 있다.
까마귀가 먼저 날고 그 디음 배가 떨어지는 것, 까마귀가 날고 배가 떨어지는 것이 동시에 일어난 것, 배가 먼저 떨어지고 다음에 까마귀가 난 것 세 가지 경우이다. 절대시공간의 개념이 옳다면 세 가지 경우 중 하나만 옳겠지만 상대성이론에 의하면 세 가지 모두 옳다.
배나무 과수원의 동쪽 끝에 있던 까마귀가 날 때 서쪽 끝에 있는 배가 떨어지는 것을 과수원에 앉아 있는 사람이 보고서 "까마귀가 나는 것과 배가 떨어지는 것이 동시에 일어났다."고 주장한다면 분명히 그 사람에게는동시에 일어난 일일 것이다.
그러나 동쪽에서 서쪽으로 빠르게 움직이는 사람이 본다면 배가 먼저 떨어지고 까마귀는 나중에 난 것처럼 보인다. 반대방향으로 움직이는 사람이 본다면 까마귀가 먼저 날고 배가 나중에 떨어지는 것처럼 보인다.
셋 중에 누가 옳다는 법이 없다. 셋 다 옳다. 이렇게 하나의 사건에 대해 세 가지 해석이 다 옳다는 것을 분석한 것이 아인슈타인의 상대성 이론의 출발점이 된다.
절대시공간이 붕괴되고 시공간이 물질과 똑같은 의미를 갖는다는 것을 상대성이론이 보여준다.
시공간은 정말 공(空)한 것처럼 보이므로 무색이라 할 수 있을 것 같으나 그렇지 않다. 시공간(時空間)은 물질(物質, 色, nipa)과 꼭 같은 의미를 갖는다.
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