±è°ü¼®
|
2022-01-03 09:49:28, Á¶È¸¼ö : 323 |
»õÇظ¦ ¸ÂÀÌÇØ °ø´ë ±³¼ö¸¦ ¿ªÀÓÇÑ Ä£ÇÑ Ä£±¸·ÎºÎÅÍ '¿ÃÇØ¿¡´Â ÀÏ¹Ý »ó´ë·Ð °øºÎ¿¡ µµÀüÇÏ°ÚÀ½...'À̶ó´Â e¿¬ÇÏÀåÀ» ¹Þ¾Ò½À´Ï´Ù..¤¾ ±×·¡¼, ¾îµð¼±°¡ Çѹø ¸»ÇÏ°í ½Í¾ú´ø ÀϹݻó´ë¼º(General Relativity)ÀÇ ÇнÀ¿¡ °ü·ÃÇÑ Ã¼ÇèÀû Á¶¾ðÀ» ¿©±â¿¡ ½á³õ°íÀÚ ÇÕ´Ï´Ù~ (¾Æ·¡ º»¹® ³»¿ë¿¡¼´Â ÀÇ¹Ì Àü´ÞÀÇ ÆíÀÇ»ó Á¸ÄªÀº »ý·«ÇÕ´Ï´Ù.)
°¡. °íµîÇлýÀ» À§ÇÑ Á¶¾ð
°íµîÇлýÀ¸·Î¼ ÀϹݻó´ë¼º(ÀÌÇÏ GR)À» ÀÌÇØÇÏ´Â °ÍÀÌ °ú¿¬ °¡´ÉÇÑ °ÍÀϱî? ³»°¡ ¾Æ´Â ±×·± »ç¶÷ÀÌ ÇÑ »ç¶÷ ÀÖ´Ù. ±×´Â ¹Ù·Î GRÀÇ ¸íÀú Áß ÇϳªÀÎ Introducing Einstein's Relativity (Oxford University Press 1992)ÀÇ ÀúÀÚÀÎ ·¹ÀÌ µòº£¸£³ëRay d'Inverno(»ç¿ì½ºÇÜÇÁÅÏ´ëÇб³ °»ç/±³¼ö:1970-2006)ÀÌ´Ù. ±×´Â Ã¥ ¼¹®¿¡ ±×·± ÀÚ½ÅÀÇ ½ºÅ丮¸¦ ½á ³õ¾Ò´Ù. "³ª´Â õÀç´Â ¾Æ´Ï¾úÁö¸¸, ¾î·ÈÀ» ¶§ ±Ø¼Ò¼öÀÇ »ç¶÷µé¸¸ÀÌ ÀÏ¹Ý »ó´ë¼ºÀ» Á¦´ë·Î ¾Ë ¼ö ¾Ò´Ù´Â À̾߱⸦ µè°í Áö¿ª µµ¼°ü¿¡ °¡¼ Einstein's Theory of Relativity (Lilian Lieber, Dennis Dobson 1949)¸¦ ºô·È´Ù ... Æí¹ÌºÐµµ ¸ô¶ú´ø »óÅ¿¡¼ È¥ÀÚ¼ ³ë·ÂÇÏ¿© ¿ì¿©°îÀý ³¡¿¡, (15¼¼ÀÇ ³ªÀÌ¿¡) ±× Ã¥ ³»¿ëÀ» ¾î´À Á¤µµ ÀÌÇØÇÏ°Ô µÇ¿´´Ù. ³ªÁß¿¡ ¿Á½ºÆ÷µå ´ëÇб³ ÀÔÇÐ ÀÎÅͺä¾Ö¼ ¾Ë¶õ Å×ÀÏ·¯Alan Tayer ±³¼ö·ÎºÎÅÍ ÅÙ¼¸¦ Á¤ÀÇÇ϶ó´Â °úÁ¦¸¦ ¹Þ¾Æ¼ ÀÌ¿¡ ¾Æ´Â ´ë·Î ¼³¸íÇß´õ´Ï ÇÕ°ÝÀÌ µÇ¾ú´Ù. ±×¸®°í, ³ªÁß¿¡ ±× ±³¼öÀÇ Á¦ÀÚ°¡ µÇ¾ú´Ù ..."
GRÀ» ¼öÇÐÀûÀ¸·Î ÀÌÇØÇÏ·Á¸é ÃÖ¼ÒÇÑ ¼öÇп¡¼ »ï°¢ÇÔ¼ö, ¹ÌºÐ(Æí¹ÌºÐ), ÀûºÐ(ºÎºÐÀûºÐ), º¤ÅÍ(³»Àû°ú ¿ÜÀû), Çà·Ä(Çà·Ä °ö¼À)¿Í Å×ÀÏ·¯ ±Þ¼ö¸¦ °³³äÀûÀ¸·Î´Â ÀÌÇØÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. ¶ÇÇÑ ¹°¸®¿¡¼´Â ´ºÅæÀÇ ¹ýÄ¢À» Àß ÀÌÇØÇÏ¸é µÈ´Ù. ÀÌ»óÀûÀ¸·Î´Â, ¸¸ÀÏ ÈǸ¢ÇÑ ¿µÀçÇб³ ¼±»ý´ÔÀÌ ÀÖ¾î¼ ºñÀ¯Å¬¸®µå ±âÇÏÇÐ ¼Ò°³, ¼±Çü ´ë¼ö ÀÔ¹®°ú ÇعÐÅÏ ¿ø¸®(¼öÇаú ¹°¸®)¿Í ¸Æ½ºÀ£ÀÇ ¹ýÄ¢ÀÇ ½¬¿î Çؼ³À» µéÀ» ¼ö ÀÖ°Ô µÃ´Ù¸é ¾öû³ Çà¿îÀÌ°Ú´Ù. ±×·± ÀÏÀÌ °ú¿¬ ÀÖÀ»±î? °íµîÇб³ ½ÃÀý¿¡ Æú µð·¢Àº ¸®¸¸ÀÇ ±âÇÏÇÐÀ» ¼Ò°³ÇØ ÁØ ¾Æ¼ ÇÇÄ¿¸µArthur Pickering ¼±»ýÀ» ¸¸³µ°í, À¯Áø À§±×³Ê¿Í Á¸ Æù ³ëÀ̸¸Àº (µÑÀº ±è³ªÁö¿ò µ¿Ã¢»ý) ¼öÇÐÀÚ ¶óÃ÷ ¶ó½½·Î¿¡°Ô¼ ¹è¿ì´Â Çà¿îÀ» °¡Á³¾ú´Ù! (¹Ì·¡¿¡ ¿ì¸® °íµîÇб³¿¡µµ ÀÌ·¯ÇÑ ±³À°ÀÚµéÀÌ Àֱ⸦ ¹Ù¶õ´Ù~)
±×·¸´Ù¸é ¾î¶»°Ô °í±³»ýÀÌ GRÀÇ ¼öÇÐÀû ±¸Á¶¸¦ ÀÌÇØÇÒ ¼ö ¾ÒÀ»±î? È®·üÀûÀ¸·Î ¾ÆÁÖ¾ÆÁÖ µå¹® ÀÏÀÌ°ÚÁö¸¸, (¾çÀÚ ÅͳθµÀÇ °æ¿ìó·³) °¡´ÉÀº ÇÒ °ÍÀ̸ç, ±× ½ÃÀÛÀº ¹Ù·Î º»ÀÎÀÇ ¿¸ÁÀÏ °ÍÀÌ´Ù.
³ª. (Àü°ø) ´ëÇлýÀ» À§ÇÑ Á¶¾ð
±¹³»¿¡¼´Â ´ëÇлýÀ» À§ÇÑ GR °ÀÇ´Â ¾ø´Â °ÍÀ¸·Î ¾Ë°í ¾Ò´Ù. ±×·¸Áö¸¸ ¹°¸®Çаú ´ëÇлýµé Áß¿¡´Â À̸¦ ÇнÀÇÏ°íÀÚ ÇÏ´Â »ç¶÷µéÀÌ ²Ï ÀÖÀ» ¼ö ÀÖ´Ù°í º»´Ù. Á¦ÀÏ ¼ö¿ùÇÑ ¹æ¹ýÀº ½ºÅ͵ð ±×·ìÀ» ¸¸µé¾î¼ Åä·ÐÀ» ÅëÇØ ÇнÀÀ» ÇÏ°í °¡²û À̸¦ ÀÌÇØÇÑ ¼±¹è³ª ±³¼ö¸¦ ÃÊûÇÑ´Ù¸é ±Ý»ó÷ÈÀÏ °ÍÀÌ´Ù. ¹°¸®ÇÐÀÚµéÀÇ ±Û¿¡¼ ÇкΠ»çÀý¿¡ ÀÌ·± ½ºÅ͵ð ±×·ìÀÌ ÀÖ¾ú´Ù´Â °ÍÀ» ÀÐÀº ÀûÀÌ ÀÖ´Ù. ±×·¸Áö¸¸ ÀÌ·± Çà¿îÀ» ¸¸³ªÁö ¸øÇÑ »ç¶÷µéÀº µ¶ÇÐÇÏ´Â ¼ö ¹Û¿¡´Â ¾øÀ» °ÍÀÌ´Ù. ¾Õ¿¡¼ °í±³ ¿µÀçÇб³¿¡¼ ¹è¿üÀ¸¸é ÇÏ´Â ºÐ¾ßµéÀ» ½º½º·Î ã¾Æ ¼ö°ÇØ¾ß ÇÑ´Ù. ¿©±â¿¡ Çϳª¸¦ Ãß°¡Çؼ ¹ÌºÐ±âÇÏÇÐ °ÀÇ¿¡¼ '°¡¿ì½ºÀÇ »©¾î³ Á¤¸®'(Gauss's Theorema egregium)±îÁö¸¦ ÀÌÇØÇØ¾ß ÁÁ´Ù. (±×·¯¸é ÃøÁö¼± °ø½ÄÀÇ °³³äÀ» ¹°¸®ÇÐÀÚµéÀÇ Çؼ®º¸´Ù ´õ ¾Æ¸§´ä°Ô ÀÌÇØÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.) ¼öÇаú ÇкΠÄÚ½º¿¡¼ À̸¦ ¼ö°Çϸé ÁÁÀ» °ÍÀÌ´Ù. ¶ÇÇÑ ¼ö¸®¹°¸®Çп¡¼ º¯ºÐ¹ý°ú ÇعÐÅÏÀÇ ¿ø¸®´Â È®½ÇÇÏ°Ô ÀÌÇØÇØ¾ß ÇÑ´Ù. Ư¼ö»ó´ë¼ºÀº ´ëºÎºÐ ´ëÇоּ °¡¸£Ä¡´Â °ÍÀ¸·Î ¾Æ´Âµ¥ ±× °è»êÀº °í±³ ¼öÁØÀ̳ª °³³äÀ» Àß ¸ð¸£°ÚÀ¸¸é ¸íÀú¸¦ ã¾Æ¼ Á¤µ¶ÇØ¾ß ÇÑ´Ù. ¸¶Áö¸·À¸·Î ´ëºÎºÐÀÇ GR Ã¥¿¡¼ ½½¸ç½Ã Áö³ª°¡´Â °øº¯º¤ÅÍ¿Í ¹Ýº¯º¤ÅÍ ±×¸®°í ÅÙ¼ÀÇ °³³ä¿¡ ´ëÇؼ´Â Vectors and Tensors (Daniel A. Fleisch Cambridge University Press 2012)¸¦ °·ÂÈ÷ ÃßõÇÑ´Ù. (¾ÆÁÖ ÀÌÇØÇϱ⠽±°Ô ±â¼úµÇ¾î ÀÖÀ¸¸ç, ¿©±â ȨÆäÀÌÁö¿¡ ÀϺΠ¿ä¾àµÈ ³»¿ëÀÌ ÀÖ´Ù.) ¹Ì±¹°ú À¯·´¿¡¼´Â ¿À·¡ÀüºÎÅÍ ´ëºÎºÐ ´ëÇб³ÀÇ ¹°¸®Çаú 3Çг⿡ GR ÄÚ½º°¡ ÀÖ´Â °ÍÀ¸·Î ¾È´Ù.
±×·¸´Ù¸é, ¹«¾ùÀÌ ±¹³» ´ëÇÐÀÇ ¿¾ÇÇÑ ¿©°Ç ¼Ó¿¡¼ ÀÏ¹Ý »ó´ë¼ºÀ» ÀÌÇØÇÏ´Â °ÍÀÌ °¡´ÉÇÒ °ÍÀΰ¡? ¶ÇÇÑ, ¿©±â¼µµ) ¸¶Âù°¡ÁöÀÌ´Ù. ±×°Íµµ ¿ª½Ã ¿À·ÎÁö º»ÀÎÀÇ ¿¸ÁÀÏ »ÓÀÌ´Ù..
¹°¸®ÇÐÀ» Àü°øÇÏ´Â ´ëÇпø»ý Áß¿¡¼ GRÀ» ¼±ÅÃÇÏ·Á´Â »ç¶÷À» À§ÇÑ ÇÊÀÚÀÇ Á¶¾ðÀº, ¹°·Ð, '¾øÀ½'ÀÌ´Ù. ½º½º·Î ¾Ë¾Æ¼ ÇÒ¸¸ÇÑ ÆÇ´Ü·ÂÀÌ ÀÖÀ» °ÍÀ¸·Î ¹Ï±â ¶§¹®ÀÌ´Ù. ÈǸ¢ÇÑ ¿ø¼ textbookµéÀÌ ¸¹°í, ¾ÆÁ÷Àº(?) µå¹°±â´Â ÇÏÁö¸¸, ´ëÇпø GR °Àǵµ ÀÖÀ¸´Ï±î º»ÀÎÀÌ ¹è¿ì°íÀÚ ÇÑ´Ù¸é ã¾Æ¼ ¼ö°ÇÏ¸é µÉ °ÍÀÌ´Ù. ´Ù¸¸, 'GRÀÇ º¯ºÐÀû ÀÌÇØ'¿Í '¿ìÁÖ·Ð'±îÁö µµ´ÞÇÏ´Â Á¤µµ´Â ¸ñÇ¥°¡ µÇ¾î¾ß ÇÒ °ÍÀÌ´Ù.
´Ù. ŸÀü°øÀÚµéÀ» À§ÇÑ Á¶¾ð
¼öÇÐÀ̳ª °øÇÐÀ» Àü°øÇß°í, ƯÈ÷ Àü/ÇöÁ÷ ±³À°ÀÚ¶ó¸é, 'È£±â½É'¿¡¼ÀÇ GR ÇнÀÀÇ ½ÃÀÛÀº ¾Ëº£¸£Æ® ¾ÆÀν´Å¸ÀÎÀÇ Àü±â°¡ ÁÁÀ» °Í °°´Ù. ÃÖ°íÀÇ Àü±â´Â 'Subtle is the Lord ...'(Pais, A. Oxford University Press 1982)ÀÌÁö¸¸ ¿ø¼·Î Àоî¾ß Çϸç, Â÷¼±Àº '¾ÆÀν´Å¸ÀÎ »î°ú ¿ìÁÖ'(¿ùÅÍ ¾ÆÀÌÀÛ½¼ Àú, ÀÌ´öȯ ¿Å±è, ±îÄ¡ 2007)ÀÌ´Ù. ºñÀü°øÀÚÀÇ GR ÇнÀ¿¡¼´Â ¹°¸®ÇÐÀÚ°¡ ¾´ GR Ã¥µéº¸´Ù´Â ¼öÇÐÀڵ鿡 ÀÇÇÑ GR Ã¥À¸·Î ½ÃÀÛÇϱ⸦ ±ÇÇÑ´Ù. ¾ÕÀÇ °íµîÇлýÀ» À§ÇÑ Á¶¾ð¿¡ ³ª¿À´Â ¿©·ù ¼öÇÐÀÚ ¸±¸®¾È ¸®¹öLilian LieberÀÇ GR Ã¥À̳ª, ÇÊÀÚ°¡ ÇнÀÇÑ Differential Geometry and Relativity Theory: An Introduction (Richard L. Faber, Marcel Dekker 1983)-°Ãß! ±×¸®°í, ¸¸ÀÏ ¼öÇÐ Àü°øÀÚ¶ó¸é, An Introduction to General Relativity (Hughston, L. P. and Tod. K. P. Cambridge University Press 1990)¸¦ ÃßõÇÑ´Ù. ¼öÇÐÀÚµéÀº ¹°¸®ÇÐÀÚµé°ú ´Þ¸® ÀÌ·ÐÀÇ ¾ö¹ÐÇÑ(rigorous) Àü°³¿¡ Ä¡ÁßÇϹǷΠƯÈ÷ ÃʹݺκÎÅÍ ¼öÇÐÀû ³í¸®ÀÇ ºñ¾àÀ¸·Î ÀÎÇÑ ºñÀü°øÀÚÀÇ ¸¹Àº È¥¶õµéÀ» ÁÙÀÏ ¼ö ÀÖ´Ù. À§ÀÇ Ã¥µéÀº ¸ðµÎ amazon¿¡¼ ±¸ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ¾ÆÀν´Å¸ÀÎÀÌ 1915³â Ư¼ö»ó´ë¼º(SR)À» ¹ßÇ¥ÇÑ ÈÄ¿¡ ¾öû³ ³ë·ÂÀ» ±â¿ï¿© 10³â °É·Á¼ ¹ßÇ¥ÇÑ °ÍÀÌ GRÀÌ´Ù. ±×·¯´Ï À̸¦ ¹è¿ì·Á´Â »ç¶÷Àº ¸ðµÎ ½ÉÀûÀ¸·Î ½Ã°£-¼¼¿ùÀ» ÃæºÐÈ÷ °®°í¼ ²ö±âÀÖ°Ô ÇнÀÇÏ¿©¾ß ÇÑ´Ù. ±×¸®°í, ²Ï³ª ¿À·¤ ¼ö ÀÖ´Â °úÁ¤ µ¿¾È¿¡ ¾öû³ª°Ô ³ÇØÇÑ ¼öÇÐÀû ³í¸®ÀÇ ÀÌÇØ¿Í ´õºÒ¾î Ç×»ó ±× ¹°¸®Àû °³³äÀÇ ¸Æ¶ôÀ» ³õÄ¡Áö ¾Êµµ·Ï ³ë·ÂÇÏ¿©¾ß ÇÒ °ÍÀÌ´Ù. ¾ÆÀν´Å¸Àΰú GR ¹ßÇ¥ °æÀïÀ» ¹ú¿´´ø ´ë¼öÇÐÀÚ Èúº£¸£Æ®´Â ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ ¸»Çß´Ù. "¿ì¸® Áß(¾Æ¸¶ ±«ÆðմëÇб³ ±³¼öÁø)¿¡¼ ¾ÆÀν´Å¸Àκ¸´Ù ¼öÇÐÀ» ¸øÇÏ´Â »ç¶÷Àº ¾ø´Ù. ±×·¯³ª, °á±¹Àº ±×°¡ Çس´Ù!"
... ÀÌ»óÀº ´ëÇб³ Ãʳâ±îÁö ÀϹݹ°¸®Çаú ¹ÌÀûºÐÇи¸À» ¹è¿î ÈÄ ¼ö½Ê³âÀÌ Áö³ª¼, Çö´ë ¿ìÁÖ·ÐÀÇ ¼ö¸®Àû ÀÌÇظ¦ ¸ñÇ¥·Î, ¾î·Æ»ç¸® ±× º¹½À °úÁ¤À» °ÅÃÆ°í, ÀÌÈÄ ¼ö³â µ¿¾È GRÀ» ¹è¿ì´Â ±æÀ» ¾ÏÁ߸ð»öÇØ °¡¸é¼, ¼ö¸®¹°¸®ÇÐ, ¼±Çü´ë¼ö ÀÔ¹®, º¤ÅÍ¿Í ÅÙ¼ÀÇ ±âÃÊ, ÅÙ¼ Çؼ® ÀÔ¹® ¹× ¹ÌºÐ±âÇÏÇÐ ±âÃʸ¦ ÇнÀÇÑ ÈÄ, ¸¶Ä§³» ±× ÀÔ¹®¿¡ À̸¥ ºñÀü°øÀڷμÀÇ Ã¼ÇèÀû Á¶¾ðÀÔ´Ï´Ù. ¿Â°® ½ÃÇàÂø¿À¸¦ °ÅÄ¡´Ù°¡ ´ç½Ã º»ÀÎÀÇ ¼öÇÐ/¹°¸®ÇÐ ¼öÁØ¿¡ ¸Â´Â ÇÑ textbookÀ» ¹ß°ßÇÑ °ÍÀÌ °áÁ¤ÀûÀÎ Çà¿îÀ̾ú½À´Ï´Ù. ÀÌÈķεµ ³¡ÀÌ ¾ø´Â µíÀÌ ¿©°ÜÁ³´ø ³ë·Â ³¡¿¡, ¸¶Ä§³» ±× ¼öÇÐÀûÀÎ ±¸Á¶¸¦ ¾î·ÅDzÇÏ°Ô ¿äÇØÇÏ°Ô µÇ¾úÀ» ¶§ ÂüÀ¸·Î ¾öû³ Èñ¿À» ´À²¼½À´Ï´Ù! (±×·¡¼ GR ÇнÀÀÇ °ü°ÇÀº ÈǸ¢ÇÑ ±³À°ÀÚ¸¦ ¸¸³ª°Å³ª, º»ÀÎ ¼öÁØ¿¡ ÀûÇÕÇÑ Ã¥À» ã´Â °ÍÀÎ µí ...) ¹°·Ð, ±× ¿À·£ °úÁ¤ µ¿¾È ÁöÀεéºÎÅÍÀÇ ¿©·¯¸ð·Î ¸¹Àº µµ¿òµµ ¹Þ¾Ò½À´Ï´Ù. óÀ½¿¡ ¾ð±ÞÇÑ °Íó·³ ÇÊÀÚÀÇ ÁÖ¿ä °ü½É»ç´Â ¿ìÁÖ(Cosmos)¾ÈÀÇ ¿ì¸® ¿ìÁÖ/¼øȯ ¿ìÁÖ/´ÙÁß ¿ìÁÖ(Universe/Cycling universe/Multiverse) µîÀ» Ž±¸ÇÏ´Â Çö´ë ¿ìÁÖ·ÐÀε¥, ±× ¸ðµç Ãâ¹ßÁ¡ÀÌ ¹Ù·Î ÀϹݻó´ë¼º(GR)ÀÎ °ÍÀÔ´Ï´Ù..
p.s. ¿äÄÁ´ë, º»ÀÎÀÇ ¼öÇÐ/¹°¸®ÇÐ ¼öÁØ¿¡ ¸Â´Â GR Ã¥À» ¸øãÀ¸¸é ÇнÀ ¼º°ø È®·üÀº °ÅÀÇ ¾ø´Ù´Â °ÍÀÌ°í,
ÀϹݻó´ë¼º °ü·Ã °¿¬µéÀº ´ëºÎºÐ ¿ø¸®¿¡ °üÇÑ Çؼ³ÀÏ»ÓÀÌ°í, Á¤ÀÛ ³ÇØÇÑ ¼öÇÐÀû ±¸Á¶ÀÇ °ÀÇ´Â ¾Æ´Ï¹Ç·Î ...
üÇèÇÑ GR ÇнÀ °úÁ¤ÀÇ ÁÖ¿ä ³»¿ëµéÀ», ÈÄÇеéÀ» À§Çؼ, ¿©±â °ÔÀçÇØ ³õ¾ÒÀ¸´Ï Âü°íÇϱ⠹ٶ÷.
|
|
|