시공간과 중력...

아인슈타인의 상대성이론에 의하면 중력에 따라 시간의 흐름이 다르다.

간단한 사고 실험 모형으로 증명을 해보겠습니다. 빛의 속도는 일정하다

의 응용이라고 볼 수 있습니다.

일단 무거운 구 모형을 상상해 보십시오. 상대성이론에 의하면 무거운

물체의 주위 공간은 휘어져 있습니다. 공간이 휘어져 있으므로 빛도 휘

게되죠. 이게 중력렌즈 효과의 원리 입니다.

사고 실험을 시작하겠습니다. 무거운 구가 있고 손전등이 있다고 합시다.

귀차니즘의 진수를 보여주는 위 그림을 참조하면...

왼쪽 출발 지점을 A 오른쪽 마지막 지점을 B라고 하고 A에서 손전등 빛

을 발사하면 중력에 의해 휜 공간에 의해 빛이 B지점에 도착한다고 가정

합시다. 손전등에서 나오는 빛에 굵기가 있다는 것을 숙지해 두십시오.

실제 중력렌즈 실험에서는 모든 빛이 동시에 도착하게 됩니다. 위 그림을

보면 구에 가까운 빛과 먼 빛이 존재 합니다. 먼 쪽이 더 경로가 깁니다.

그런데도 동시에 도착하게 되죠. 참 신기한 결과 입니다. 빛의 속도는 일

정하므로 긴 쪽이 더 늦게 도착해야하는데 말이죠. 이는 먼 쪽과 바깥 쪽

의시간의 흐름이다르다는 걸 보여줍니다. 정리하자면 먼쪽이 바 깥쪽보

다 시간이 빠르게 간다는 얘기가 됩니다. 다시 말하면 중력이 강한 곳은

시간이 느리게 가고 약한 곳은 빠르게 흐른다는 얘기가 되죠. 이 원리가

잘 반영 돼 있는 것이 GPS 입니다. 위성이 있는 곳은 지구 지면 보다 중

력이 약하므로 지면 보다 시간이 빠르게 갑니다. 지면과 위성 사이에 전

파를 주고 받는 과정에서 이를 고려하지 않는다면 하루에 약 11km의 오차

가 나게 됩니다.

중력렌즈 효과는 한 천체에서 나오는 빛을 다른 무거운 천체가가 빛을 휘

게 하는 것을 말합니다. 이를 이용해 보이지 않는 먼 곳의 천체의 관찰도

가능하죠. 그런데 만약 빛이 동시에 도착 하지 않는다면 상이 일그러지거

나 시간에 따라 보이는 부분이 다르겠죠. 실제로는동시에 도착합니다.

그래서 전체적인 상이 보이게 되는 것입니다.

여담이지만 중력렌즈 현상은 초점이 없으므로 빛의 경로가 여러가지 일 수

있습니다. 간단히 말하면 빛이 천체의 오른쪽이나 왼쪽이나 위나 아래를

가리지 않고 갈 수 있습니다. 그래서 천체의 상이 2개또는 4개의 여러개로

보일 수 있습니다. 실제로도 관측이 된 적이 있습니다.

재미 없는 글 읽느라 수고 많으셨네요. ㅎㅎ

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