영화 인터스텔라에서 궁금한 게 있어요
영화 인터스텔라에서 에드먼즈 행성에 가기 위해 쿠퍼는 블랙홀 주변으로 가서 스윙바이를 하는데 우주에서 앞으로 가려면 가는 방향의 반대쪽으로 물건을 버리면 가잖아요? 그럼 작용 반작용 원리를 통해 앞으로 나아가기 위해 우주선을 가는 방향 반대쪽으로 우주선을 버린것인가요?
안녕하세요. 김칠영 과학전문가입니다.
질문을 정확히 이해하지 못했습니다. 스윙바이에 대해서 질문하시는 거라면 스윙바이는 작용반작용의 원리를 이용하는 것이 아니라 천체의 거대한 중력을 이용해서 가속하는 방법입니다. 작용반작용의 법칙으로는 추진체를 우주선 뒤쪽으로 발사하면 속도가 빨라지겠죠,,
우주선을 버리는 장면이 있었나요? 우주선을 버리면 작용반작용으로 약간 빨라지긴 하겠지만,, 그 힘의 크기가 크지는 않을 것 같습니다.
안녕하세요. 김형준 과학전문가입니다.
네 작용반작용의 원리에 의해 우주선이 나아가려면 우주선 뒤쪽으로 반드시 무언가를 쏴야합니다.
연료를 연소 발사해 버리거나 무언가 물체를 뒤쪽으로 쏴서 우주선이 앞으로 나아가는 것입니다.
안녕하세요. 손성민 과학전문가입니다.
제가 본지가 꽤 오래돼었는데, 영화 '인터스텔라’에서는 이 과정이 장면 중 하나에 등장합니다. 영화에서 쿠퍼는 블랙홀로 뛰어들어서 여주를 구하는 장면이 펜로즈 과정을 거친 것입니다. 거기서 쿠퍼가 작용반작용의 법칙이라고 이야기하지만 실제로는 펜로즈 과정이라는 것을 거치고 블랙홀을 탈출한 것입니다."펜로즈 과정"은 로저 펜로즈가 1969년에 제안한 커 블랙홀에서 에너지를 추출하는 방법입니다. 이 과정은 블랙홀의 회전 에너지가 사건의 지평선 외부의 커 시공간의 작용권에 위치해야 합니다.
펜로즈 과정의 상세한 설명은 다음과 같습니다. 에르고 영역에 들어온 어떤 물체가 둘로 갈라질 때, 사건의 지평선으로 떨어진 조각이 에르고 영역의 회전력을 감소시킨만큼, 다른 한 조각이 그 회전력을 얻어 에너지를 갖고 블랙홀로부터 탈출하는 과정을 뜻합니다. 이 과정에서 물체가 두 조각으로 나뉘고, 한 조각은 블랙홀 안으로 들어가지만, 다른 한 조각은 원심력에 의해 블랙홀 밖으로 빠르게 튕겨 나오게 됩니다. 이렇게 운동량이 나뉠 때 빠져 나가는 조각이 원래 조각보다 더 큰 질량 에너지를 갖도록 만들 수 있으며, 떨어지는 조각은 음의 질량 에너지를 얻게 되어, 튕겨 나오는 물체는 들어갈 때보다 큰 에너지를 가지고 나오며, 이 에너지는 블랙홀 자체에서 생깁니다. 이 과정은 블랙홀의 각운동량을 약간 감소시키며, 이를 물질의 에너지로 바꾸고, 손실된 운동량은 에너지로 추출됩니다.
심화물리학이기에 이해하기 다소 어려움이 있습니다. 유튜버 리뷰엉이가 정리한 내용이 있으니 참고하시길 바랍니다!
https://youtu.be/CBYHwj6ELJM?si=qVzfmrMb1gMxB-lJ도움이 되셨다면 아래 추천과 좋아요 부탁드립니다.