210609 [네이버캐스트] 현대판 낙하 실험 - 상대론을 이해하자

ㅇ 1970년대에는 아폴로 우주선이 달에 설치해 놓은 거울에 레이저를 반사시키는 실험을 통해 지구와 달이 10의13승분의 3의 오차 한계 내에서 동일한 가속도를 가지고 태양을 돌고 있다는 것을 밝혀냈다.

 

ㅇ 중력질량

- 질량은 중력에 비례

 

ㅇ 관성질량
- 물체에 힘을 가할 때 발생하는 가속도는 물체의 질량에 반비례

ㅇ 무게가 다른 물체가 같은 속도로 떨어지는 것은 중력질량과 관성질량이 같기 때문

 

ㅇ 일반상대성원리는 중력장과 가속계가 동일하다는 등가원리를 바탕으로 하고 있다

 

ㅇ 일반상대성이론은 모든 물체는 질량에 관계없이 같은 가속도를 가지고 떨어진다는 갈릴레이의 실험 결과를 바탕

 

ㅇ 중력질량과 관성질량이 같다는 것을 바탕으로 하고 있다

 

ㅇ 중력질량과 관성질량이 같은지를 실험하는 것은 일반상대성이론의 기본 가정이 옳은지를 시험하는 것이라고 할 수 있다.

 

ㅇ 일반상대성이론에는 아직도 해결하지 못한 문제점

- 일반상대성이론이 양자장을 바탕으로 하고 있는 표준모형과 같은 다른 물리학 이론들과 어울리지 못한다는 것
- 두 이론 중의 하나는 수정되어야 할지도 모른다

 

ㅇ 중력질량과 관성질량이 완전히 동일하지 않다는 것이 밝혀진다면 일반상대성이론은 그 기반을 잃게 될 것이고, 따라서 뉴턴역학이 그랬던 것처럼 수정을 당해야 하는 운명에 직면하게 될 것

 

ㅇ 현대판 피사의 사탑 실험은 현대물리학의 바탕을 이루고 있는 일반상대성이론의 정당성을 테스트하는 실험이라고 할 수 있다
ㅇ 갈릴레이의 피사의 사탑 실험이 고대과학을 무너뜨리고 근대과학을 탄생시키는 계기를 제공했다면 현대판 피사의 사탑 실험은 20세기 최고의 물리 이론을 무너뜨리고 새로운 21세기 이론을 탄생시키는 계기를 제공할는지도 모른다.