상대성 이론의 이해

소개글

상대성 이론의 이해에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 들어가며
2. 시공간이란?
3. 특수 상대성 이론이란?
4. 일반 상대성 이론이란?
5. 나오며

본문내용

지만 이러한 물음이 나올 것이다. 이의 이론은 광속에 가까워 져야 확인이 가능한 것으로 보이는데 우리가 이를 증명할 수 있나? 라는 것이다. 현대의 과학관은 관찰과 증명으로 이루어졌기 때문에 우리는 이런 이론을 증명해줄 수 있는 근거가 필요함이 사실인데 과학자들은 상대성 이론을 체험하는 입자를 찾아냄으로써 이를 증명해 내었다고한다.
상대성이론을 체험하는 입자는 ‘뮤온’이라는 입자이다. 이는 우주선(宇宙線)이라 부리는데 우주에서 발생하는 입자로써 이는 지구로 쏟아져 내린다. 우주선은 대기권에 들어오면 대기의 부자(질소 분자 등)와 충돌해서 뮤온을 만들어내는데 이때 뮤온은 광속에 가까운 속도로 튀어나온다. 이는 수명이 100만 분의 2초 정도인데, 단순히 계산을 해보면 수명이 다하기 전에 뮤온이 도달할 수 있는 거리는 ‘0.6킬로미터’ 이다. 그러나 실제로는 이 뮤온이 지상에도 도달한다. 이는 광속에 가까운 속도로 날아감으로써 생기는 상대성 이론의 효과 때문이다. David Halliday, 일반물리학2, 범한서적, 2009
광속으로 날아가는 관측자의 입장에서는 공간이 줄어듬으로 인하여 또한 시간의 느려짐에 의하여 지상에 도달할 수 있는 것이다. 이외에 입자가속기로 인한 실험이라던지 질량에 의한 실험은 핵 발전 실험이 이를 증명하고 있다고 알려진다. 그러나 특수 상대성이론은 ‘중력’의 변화로 인한 상대적 효과는 설명해 내지 못하였다는 단점이 있다. 이를 아이슈타인이 보완해 발표한 것이 ‘일반상대성이론’이다.
4.
특수 상대성 이론을 완성한 아인슈타인은 아직 만족할 수 없었다고 한다. 특수 상대성 이론이 중력을 다루지 않았기 때문인데, 천체의 운동은 중력이 결정하고 ‘우주는 중력이 지배한다’라고 말할 수 있는 이론에 아이슈타인은 도전해서 마침내 중력을 포함하는 ‘일반상대성이론’을 완성하였다. 이전까지 중력은 뉴턴의 ‘만유인력의 법칙’에 의해 설명되었는데 이 법칙은 ‘모든 물체는 그 질량의 곱에 비례하고, 거리의 제곱에 반비례하는 크기의 만유인력으로 서로 끌어당긴다’는 것이다. 이때 적용되는 순간은 아무리 거리가 떨어져 있어도 순식간에 전해진다는 것인데 이는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따른 ‘속도의 한계는 광속이다’에 모순되는 결과이다. 아인슈타인은 이를 중력을 이론에 포함시키고, 관측자가 정지하고 있거나 등속 직선운동을 하고 있는 장소 이외에서 보는 관측자가 가속하는 우주선 안에서 본 경우에도 성립하게끔 발전시킨 이론을 만들었다고 할 수 있다.
5. 결론
‘상대성이론’은 특수 상대성 이론에서 일반 상대성이론으로 발전함으로써 더욱 완전한 이론이 됨을 앞에서 설명하였다. 그런데 이러한 질문이 나올 것이다. 이 이론이 우리에게 시사하는 것은 무엇인가? 이의 시사성을 팽창하는 우주의 관점에서와 감각의 팽창이라는 관점에서 설명하도록 하겠다.
※ 참고문헌
◆ David Halliday, 일반물리학2, 범한서적, 2009
◆ 프랑수아바누치, 상대성 이론이란 무엇인가?, 9호, 민음인, 2006
◆ 뉴턴코리아, 상대성 이론, 뉴턴코리아,
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키워드

상대성이론,   일반상대성이론,   특수상대성이론,   빛,   아이슈타인