ㅇ 상대성이론은 특수상대성이론과 일반상대성이론으로 구분
ㅇ 특수상대성 - 푸앵카레
ㅇ 일반상대성이론 - 힐버트
ㅇ 특수상대성이론의 배경, ‘전자’ 이론
ㅇ 헤르츠(Heinrich Rudolf Hertz, 1857~1894)가 전파를 발견
ㅇ J. J. 톰슨 (조지프 톰슨)
- 전자기 에테르 안에서 전하를 띈 입자가 운동한다면, 그 입자의 질량이 마치 늘어난 것처럼, 주어진 힘보다 천천히 가속될 것이라는 계산결과를 내놓았다
ㅇ 네덜란드의 로렌츠 / 독일의 아브라함 (막스 아브라함)의 '전자'이론
- 모든 물질이 전자로 구성돼 있고 물질의 질량은 전자가 전자기 에테르 속에서 움직이기 때문에 나타난다
- 전자 사이의 거리는 전자의 운동에 따라 조금씩 달라진다는 이론
ㅇ 1905년 9월, 아인슈타인은 6월 논문
- 물체가 E 만큼의 빛 에너지를 방출하면, 그 물체의 질량은 E/c2만큼 줄어든다 (c=빛의 속도)
- E=mc2
ㅇ 위로 가속되는 엘리베이터에서 아래로 떨어지는 물체는 어느 방향에서 떨어지든지, 엘리베이터 바닥에 수직 방향으로 떨어진다. 하지만 엘리베이터 안에서 지구의 중력에 끌려 떨어지는 물체는, 중력의 방향인 지구 중심을 향해 비스듬히 떨어진다.
ㅇ 개미에게는 지구 표면이 평면이나 다름없지만, 전체적으로 지구표면은 둥그렇게 구부러져 있는 것과 같다. 그래서 아인슈타인은 미분기하학을 배우며 일반상대성이론을 연구
ㅇ 1930년, 영국의 물리학자 디랙(폴 디랙, Paul Adrian Maurice Dirac, 1902~1984)은 상대론적 양자역학이론에 근거해 양전자의 존재를 예언
ㅇ 양전자 방출 단층 촬영(PET)에 사용되는 양전자는 상대론적 양자역학 이론에 의해 예견된 입자
ㅇ 위성항법장치(GPS) 위성
- 위성궤도에서 고속으로 움직이면서 정밀한 전파신호를 발사
- 위성들은 고속으로 움직이기 때문에, 특수상대론적 효과에 의해 대체로 하루에 1백만 분의 7초 정도의 비율로 시간이 느려짐
- 우주에서의 중력이 작기 때문에 일반상대론적 효과에 의해 대체로 하루에 1백만 분의 45초 정도 시간이 빨라진다.
- 이 두 효과를 모두 합해서 보정해야 GPS 장치가 정확히 위치를 계산
ㅇ 블랙홀의 존재를 밝혀냄
- 상대성이론을 설명하는 방정식 중 하나인 중력장 방정식을 이용
- 천체의 중력에 의해 더 먼 천체의 빛이 구부러지는 중력렌즈 현상이 실제로 관측되기 시작
ㅇ 아직까지도 물리학자들은 일반상대성이론이 완전히 옳다고 보지는 않음.
ㅇ 이것은 일반상대성이론을 지지하는 경험들이 일반상대성이론에 의해서만 예측되지 않기 때문
ㅇ 무엇보다도, 일반상대성이론은 특수상대성이론과 달리, 양자역학과 완벽하게 융합되지는 않았기 때문
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