일반 상대성과 특수 상대성이 다른가요?
상대성 이론은 아인슈타인이 발견한 매우 유명한 물리학 이론인데요 이런 상대성 이론도 일반 상대성과 특수 상대성 이론이 많이 다른가요
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.
특수 상대성 이론은 중력이 없는 상태에서 일정한 속도로 직선으로 움직이는 물체의 물리학을 다룹니다. 그것은 두 가지 가정에 기반을 두고 있습니다. 물리 법칙은 서로에 대해 일정한 속도로 움직이는 모든 관찰자에게 동일하고 빛의 속도는 광원에 대한 상대적인 움직임에 관계없이 모든 관찰자에게 일정합니다. 특수 상대성 이론은 유명한 방정식 E=mc²로 표현되는 시간 팽창, 길이 수축, 질량과 에너지 등가의 개념을 소개했습니다.
반면에 일반 상대성 이론은 물질과 에너지가 시공간 구조를 휘게 만드는 방법을 설명하는 중력 이론입니다. 중력의 영향을 받아 움직이는 물체가 주위의 시공간 곡률에 의해 결정되는 경로를 따라간다는 곡선 시공 이론입니다. 일반 상대성 이론은 중력의 효과와 가속도의 효과를 구별할 수 없다는 등가 원리에 기초합니다. 일반 상대성 이론은 행성과 별의 궤도에서 블랙홀의 행동과 우주의 대규모 구조에 이르기까지 광범위한 천체 물리학 현상을 설명합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
-특수 상대성 이론
1. 광속에 가까워질수록 시간의 흐름이 느려진다.
2. 광속에 가까워질수록 자신을 제외한 모든 우주가 짧아진다.
3. 광속은 넘을 수 없다. 즉 광속에 가까워질수록 에너지는 질량으로 변환된다. 그래서 e=mc2
라는 식이 나온 것입니다.
-일반 상대성이론
관성 질량과 중력 질량은 등가 원리에 의해 같다. 이말은 만약 우주에서 우주선을 타고 가속하면 관성에 의해 물체가 떨어지는데 중력에 의한 것인지 가속에 의한 것인지 알 수 없으므로 관성질량하고 중력질량은 같다는 것을 의미합니다.
중력이란 시공간의 휘어짐이다. 뉴턴은 만유인력의 법칙으로 모든 질량을 가진 물체는 서로 끌어당긴다라는 식을 만든 것으로 유명합니다. 하지만 만유인력의 법칙이 수성의 근일점의 이동으로 틀리다는것이 나오니까 아인슈타인은 중력에 의해 공간이 눌리고 질량이 너무 많으면 블랙홀 즉 공간이 찢어진다는 것을 증명했습니다.
중력이 클 수록 시간의 흐름이 느려진다. 실제로 태양은 지구보다 중력이 강하므로 1년에 1분 느리게 간다고 합니다. 뉴턴은 모든 우주가 절대 시간을 가진다고 생각하여 모든 우주는 시간이 똑같다고 했는데 그게 아닌 겁니다. 블랙홀에 가면 시간이 아예 멈추는 것도 그 이유입니다.
두 상대론의 큰 의미는 이러합니다.
배경내용 : 빛의 속도는 변하지 않는다.(광속불변의 법칙)
일반상대성 : 중력이란 질량을 가진 물체가 공간을 휘는 것이다.
특수상대성 : 운동하는 물체의 시간은 느리게 흐른다
입니다
안녕하세요. 선요섭 과학전문가입니다.
네, 일반 상대성 이론과 특수 상대성 이론은 서로 다른 두 가지 이론입니다.
1. 특수 상대성 이론은 서로 다른 관측자들 사이에서의 시공간의 변환을 다루는 이론으로 상대성 이론의 초기 단계에서 개발되었습니다. 이 이론에서는 빛의 속도가 일정하다는 것이 중요한 가정으로 사용됩니다.
2. 반면, 일반 상대성 이론은 중력이라는 힘을 다루는 이론으로 더 복잡한 수학적 계산이 필요합니다. 일반 상대성 이론에서는 질량과 에너지가 공간-시간 구조에 영향을 미친다는 개념이 중요합니다.
두 이론 모두 상대성 원리를 기반으로 하고 있지만, 서로 다른 분야에서 적용됩니다. 이론들이 발견된 배경과 이론의 내용도 다르기 때문에 다른 이론으로 취급됩니다.