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EBS 다큐 프라임 빛의 물리학 2-일반상대성이론(1)
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작성자 조기영
작성일 2013-10-22 (화) 13:23
분 류 물리
ㆍ추천: 0  ㆍ조회: 2218      
EBS 다큐 프라임 빛의 물리학 2-일반상대성이론(1)
쓰고 싶은 얘기를 다 하기에는 시간이 부족해서 하나씩 나눠서 해야겠네요.

그동안 두편을 더봤는데,좋은 평가를 하기는 무척 어렵고.. 

지금 20세기 전반을 배경으로 한 전기 영화를 찍는 게 아닌데.재연에 너무 신경쓰느라

물리가 너무 없게 되어버렸다는 생각입니다.--;

아무튼 "더 읽을거리" 정도에 해당하는 얘기를 적어볼까 합니다.

제가 일반상대성이론은 잘 안다고 할 수 없는데,그래도 아는 수준에서 적어보자면...

특수상대성이론과 일반상대성이론  모두 일상 생활에서 잘 배우지 않는 새로운 종류의
기하학을 도입합니다. 특수상대성이론에서는 민코프스키 기하학이라는 걸 도입하고,
일반상대성이론에서는 리만 기하학이라는 걸 도입하는데요.

민코프스키 기하학이라는게 우리가 말하는  4차원 시공간이라는 것에 대한 것입니다.
우리가 고등학교 때까지 배우는 유클리드 기하학과는 달리 , 피타고라스 정리를 조금
다르게 적용하는 건데요.  시공간에서 두 사건 사이의 거리(?) 를 측정할 때 
시간 간격의 제곱에서 공간 간격의 제곱을 뺀 값이 관측자의 좌표계에 관계없이
일정하다는 식이지요. 이러한 성질은 쌍동이 파라독스 같은 걸 해결할 때 꽤
중요한 역할을 합니다.

민코프스키는 스위스 연방 공과대학에 아인슈타인이 다닐 때 ,교수진 중 한 명으로
아인슈타인을 가르친 적도 있는데 게으른 학생 정도로 생각하고 있었다 그러네요

특수상대성이론이  만들어진 걸 보고 나서,  모든 이야기를   4차원 시공간이라는
것으로 생각하면 설명된다는 걸   밝혀내지요.

리만 기하학은 아인슈타인이 일반상대성이론을 만들어 갈 때, 스위스 연방공과대학 시절의
친구였던 마르셀 그로스만이 소개해줬다고 합니다.

리만 기하학은 19세기의 수학자였던 리만을 비롯해서 가우스,로바체프스키 등이 
휘어진 공간에서의 기하학을 연구할 때 만들어진 이론 중 하나입니다.
이러한 기하학들을 보통 비유클리드 기하학이라고 하지요. 
리만은 그 중에서 구면과 같은 종류의 공간에서의 기하학을 연구했대던가...

이러한 기하학의 중요한 특징은 평행선에 대한 것입니다.
우리는 평행선은 영원히 서로 만나지 않는다 라고 알고 있지만,그것은 평면에서
그런 것이고요.

예를 들어 지구 표면이라면 얘기가 좀 달라집니다.
일단 직선을  두 점 사이를 잇는 가장 짧은 선이라고 정의를 내리면 적도 위의 한 점과
북극점을 잇는 '직선'은 (전문 용어로 측지선,영어로 geodesic이라고 한다더군요)
경도를 보여주는 경선이 됩니다.

그러면 적도에서는 모든 경선은 평행하지만,북극에서는 만나게 되지요.
즉 구면에서의 평행선은  만날 수 있다는 것이지요.

이러한 얘기는 쓰즈키 다쿠지의 '4차원의 세계' 3장과, 같은 저자의 
'아인슈타인의 생애' 의 여러 장에 잘 설명되어 있습니다.

지금은 나오지 않는 씨리즈이지만, 동아출판사에서 나오던 
'만화로 보는 현대과학의 세계' 씨리즈에 '우주의 기하학'이라는 책은 전체가 
바로 이 휘어진 공간의 기하학에  대한 이야기를 하고 있습니다


   
이름아이콘 김형진
2013-10-22 17:31
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내용 잘 읽었습니다. 날잡고 상대성 이론에 대해 쓰신글을 하나하나 봐야 겠습니다. 엄청 좋아하는 주제지만 정작 알맹이는 얼마 모르고 있어서요. 예전에 대학 도서관에서 만화로 보는 현대과학-우주의 기하학.을 꽤 잼있게 봤던것 같은데 구하기 쉽지 않은 책인것 같아요.
   
이름아이콘 김화중
2013-10-23 08:37
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공부를 다시 해야할 듯....
   
이름아이콘 정요셉
2013-10-25 09:17
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이렇게 올려주셔서 다시한번 생각하게 되고 더욱 깊이 있게 이해할 수 있는 계기가 되는것 같습니다....
   
이름아이콘 백종민
2013-10-26 02:56
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내용 감사합니다.
   
 
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