상대성 이론에서 시간이 뻘리 가고 천천히 가는 것을 결정하는 것은 중력과 속도인데요.

Question

상대성 이론에서 시간이 뻘리 가고 천천히 가는 것을 결정하는 것은 중력과 속도인데요. 지구의 인간에 있어 중력도 작용하고 지구 자체가 태양 주변을 빠르게 공존하는 등 2다지 요인이 작용라는데요. 중력 가속도와 지구의 공전속도가 합쳐져서 시간 흐름에 영향 주나요. 아니면 서로 상쇄시키며 영향 주나요

Answer 1

안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.

아인슈타인의 상대성 이론에 따르면, 시간의 흐름은 중력과 속도에 의해 영향을 받습니다. 이는 중력 시간 지연(gravitational time dilation)과 상대론적 시간 지연(special relativistic time dilation) 두 가지 주요 현상을 통해 설명됩니다.

중력 시간 지연

중력 시간 지연은 일반 상대성 이론에서 설명되는 현상으로, 강한 중력장 내에서 시간이 더 천천히 흐른다고 설명합니다. 즉, 중력이 강한 곳(예: 큰 질량을 가진 천체 근처)에서는 중력이 약한 곳(예: 멀리 떨어진 곳)보다 시간이 더 천천히 흐릅니다. 지구의 경우, 지구 표면에서의 중력은 우주 공간보다 강하기 때문에, 이론적으로는 지구 표면에서의 시간이 우주 공간에 비해 약간 느리게 흐릅니다.

상대론적 시간 지연

상대론적 시간 지연은 특수 상대성 이론에서 다루는 현상으로, 빠르게 움직이는 물체 내에서의 시간이 정지해 있는 관찰자에 비해 느리게 흐른다고 설명합니다. 지구가 태양 주변을 공전하는 속도(약 30km/s)는 빛의 속도에 비하면 매우 작지만, 이론적으로는 지구상의 시간 흐름에 아주 미세한 영향을 줍니다.

중력 가속도와 지구의 공전속도의 영향

지구의 중력 가속도와 지구의 공전속도는 시간의 흐름에 서로 다른 방식으로 영향을 미칩니다. 이 두 효과는 서로 상쇄되기보다는 각각 독립적으로 시간에 영향을 줍니다. 예를 들어, GPS 위성은 지구 표면보다 약한 중력장에서 운영되며, 빠르게 지구를 돌고 있기 때문에, 이 두 가지 효과를 모두 고려해야 합니다. 실제로 GPS 시스템은 위성과 지구 표면 간의 시간 차이를 보정하기 위해 이러한 상대성 이론의 효과를 계산에 포함합니다.

결론적으로, 지구의 중력과 공전 속도는 시간의 흐름에 영향을 주지만, 이 두 요소가 서로 상쇄되는 것이 아니라 각각의 효과가 시간에 미치는 영향을 고려해야 합니다. 이러한 영향은 일상 생활에서는 눈에 띄지 않을 정도로 미세하지만, 정밀한 시간 측정이 필요한 분야에서는 중요하게 고려됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
상대성 이론에서는 중력과 속도가 시간의 경과에 영향을 미치는 것으로 설명됩니다. 중력은 물체가 공간을 굽히는데, 이는 시간의 경과에도 영향을 줄 수 있습니다. 또한, 빠른 속도로 움직이는 물체는 시간이 더 느리게 경과할 수 있습니다. 이 두 요인이 결합되어 시간의 경과에 영향을 미칩니다.

지구의 중력과 공전 속도는 상쇄되지 않고 서로 합쳐져서 시간의 경과에 영향을 줍니다.