아인슈타인 상대성 이론

아인슈타인의 상대성이론 그의 이름은 들어봤을 것이라 생각됩니다.20세기 가장 유명한 과학자라고 하면 항상 거론되는 인물입니다.먼저 그에 대해서 간략히 알아보면 1879년 독일의 바덴 뷔르뎀베르크 주의 울름에서 유대인으로 태어났습니다.그는 어렸을 때부터 수학과 물리학에 취미를 가지고 있었으며 아라우에 있는 주립학교로 입학하여 과학에 매료되었습니다.1905년에는 빛이 에너지 덩어리로 구성되어 잇다는 광양자설,물질이 원자 구조로  이루어져 잇다는 브라운 운동의 이론,물리적 시공간에 대한 기존 입장을 완전히 뒤엎은 특수상대성이론 논문을 발표하였습니다.특수상대성이론은 당시의 갈릴레이나 뉴턴의 역학을 전화시키고,시간 공간 개념을 변혁 시켰으며 특히 질량과 에너지의 등가성의 발견은 원자폭탄의 가능성을 예언한 것이었습니다.

상대성이론은 자연법칙이 관성계에 대해 불변하고 시간과 공간이 관측자에 따라 상대적이라는 이론입니다. 특수상대성이론은 죄표계의 변환을 등속운동이라는 특수한 상황에 한정하고 있으며,일반상대성이론은 좌표계의 변환을 가속도 운동을 포함한 일반 운동까지 일반화하여 설명합니다.20세기 상대론과 양자론,양자역학이 등장하면서 이전의 물리학을 고전물리학이라고 하고 이우의 물리학을 현대물리라고 구분하였습니다.이는 단순한 시간의 구분이  아니라 새로운 이론 체계의 구축을 의미합니다.고전물리학은 뉴턴역학과 맥스웰의 전자기학을 주축으로 하고 있으며 현대물리학은 아인슈타인에 의한 상대론과 보어,하이젠베르크,플랑크,슈뢰딩거 등에 의한 양자론이 주축을 이룹니다. 특수 상대성이론과 일반 상대성이론은 차이기 있습니다.특수 상대성 이론은 진공에서 빛의 속도는 모든 관측자에 동일하다 입니다.모든 관성 좌표계에 있는 관측자에 대해 물리법칙은 동일합니다.라는 특징이 있습니다. 일반 상대성 이론에는 시공간은 4차원,즉 시간과 공간이 결합된 형태의 연속체 임을 규정함과 동시에 중력을 가속운동계에 적용하고 중력으로 인한 시간팽창,공간 왜곡으로 일어나는 현상 등을 증명하고 기틀을 마련했습니다. 상대성 이론에 대해 아인슈타인은 상대성 이론은 옛 이론의 심각한 모순에서부터 비롯되었다단지 몇개의 매우 설득력 잇는 가정들만 사용하는 이 이론의 강점은 이 모든 어려움들을 풀 수 있는 일관성과 단순성이 있습니다.

좀더 자세히 알아보겠습니다.운동의 기준이 되는 그 어떤 대상이 없기 때문에 갑과을의 이야기는 절대운동이라는 것이 존재할 수 없습니다.운동은 언제 어디서나 상대적인 개념이지 절대적인 개념은 존재하지 않습니다.핵심 사항은 광송 불변의 사항입니다.광속은 언제나 일정한 속도를 갖게 되는데 이 광속이 우주의 절대속도이기 때문에 관측자의 운동 속도와 관계없이 항상 일정한 속도를 갖게 됩니다.이 부분이 가장 난해한 부분으로 예를 들면 정지 상태에서 빛의 속도를 관측하던 빛의 진행방향과 같은 뱡향으로 쫓아가면서 빛의 속도를 관측하던 항상 빛의 속도는 일벙합니다.심지어 빛의 진행 방향과 반대 방향으로 운동하면서 빛의 속도를 측정해도 빛의 속도는 항상 일정합니다.예를 들면 광속의 99.9%로 빛을 쫓아가면서 빛의 속도를 측정해도 빛의 속도는 일정합니다. 아인슈타인은 이런 빛의 속도가 관측자의 운동 속도나 상태에 관계없이 항상 일정하다는 광속 불변의 법칙을 밝혀냈고 기존의 고전물리학의 개념을 토내부터 무너트렸습니다.20세기 초 대다수 물리학자들은 이 사실을 받아들일 수 없엇지만 실험적으로 광속이 징정하다는실험적 증거들이 밝혀지면서 지금까지 우리가 상식적으로 알고 있었던 절대공간,절대시간이라는 개념은 더이상 우리가 살고 있는 우주의 법칙이 아닌 것으로 밝혀졌습니다.

아인슈타인이 1915년과 1916년에 소개한 일반 상대성이론은 이제 더욱 견고해졌습니다.그의 예측은 놀랍게도 정확한 사실로 입증되었습니다.예를 들어 천문학자는 저 멀고 먼 은하계에서 출발해 크고 거대한 별들을 지나며 굴절된 빛을 관찰합니다.우리는 우주에 대단히 무겁고 밀도가 높은 물질이자 빛조차도 경계를 벗어난 수 없을 만큼 시공간을 변형시키는중력 즉 블랙홀이 잇다는 것을 알고 있습니다.그리고 심지어 지구 각지의 전파망원경을 동원해 블력홀의 영상을 찍기까지 합니다.아인슈타인의 혁명은 우리의 뒤틀린 우주속에서 이런 매래를 향해 유일하게 존재하는 지름길을 찾아 주었습니다.