[과학]상대성이론에 대해서

소개

상대성이론에 대해서

목차

상대성 이론이 나타나게 된 배경과 원리

ㆍThe Mechelson - Morley Experiment (미켈슨과 모리의 실험)

ㆍ특수상대론의 두 가지 가정

ㆍTime Dilation (시간지연효과)

ㆍLength Contraction (길이수축효과)

ㆍThe Twin Paradox (쌍둥이 역설)

ㆍ상대성 이론이 미친 영향

ㆍ참고자료

본문내용

◆ 상대성 이론이 나타나게 된 배경과 원리

뉴턴의 운동방정식은 근 200여 년 동안 자연을 정확히 기술하고 있는 것으로 믿어져 왔다. 그러나 사실 뉴턴의 이론은 완벽한 것이 아니었다. 1905년에 아인슈타인은 뉴턴의 오류를 발견하고, 그를 해결할 수 있는 새로운 이론을 제안하였다. 아인슈타인 이전에 상대론은 실험적으로 알려지지 않았었다. 많은 사람들이 상대론의 기초가 될 수 있는 많은 실험적 사실과 이론적 토대들을 제공하였으나, 최종적으로 이를 종합적으로 분석하여 상대성 이론을 도출해 낸 것은 아인슈타인의 통찰력이었다.
상대성 이론에는 두 가지가 있다. 하나는 1905년에 발표된 특수상대론(The special theory of relativity)이며, 또 하나는 1915년에 발표된 일반상대론(The general theory of relativity)이다. 일반상대론은 특수상대론을 중력이 작용하는 경우에까지 확장시킨, 보다 일반화된 상대성이론이다.
아인슈타인의 상대성이론은 우리들이 일상생활을 통하여 얻은 직관으로는 이해할 수가 없다. 그것은 상대성이론을 이해하기 위해서는 우리들이 가지고 있는 시간과 공간의 개념을 수정하지 않으면 안 되기 때문이다. 우리들이 직관적으로 알고 있는 시공간의 개념을 유클리드적인 시공간이라 할 수 있다. 공간은 균일하며, 시간은 공간에서의 위치와 운동 상태에 무관하게 누구에게나 일정한 방향으로 일정한 속도로 흘러간다는 것이 유클리드적 시공간이다.
그러나 실제의 시공간은 우리가 생각하고 있는 것과는 다르다. 때문에 아인슈타인의 위대한 업적인 상대성 원리를 살펴봄으로써, 시간과 공간의 참모습에 대해 이해해야 할 것이다.

처음으로 상대성이론의 첫 번째 원리에 대해 언급한 사람은 다름 아닌 뉴턴이다. 그는 “정지해 있는 공간이든 아니면 일정한 속도로 움직이고 있는 공간이든, 주어진 관성계 안에서의 물리적 법칙은 동일하다”라고 했다. 이는 관성의 법칙의 연장이라 말할 수 있다. 관성의 법칙은 어떤 물체 또는 관성계의 절대적인 운동을 판별해 줄 수 있는 기준이 되는 절대적 기준 좌표계가 우주에는 존재하지 않는다는 것을 의미한다.
다시 말해, 뉴턴은 「세계의 체계」에서 태양계를 절대 시간과 절대 공간이라고 하는 견고한 준거 틀 속에 자리 매겨 놓았다.

절대 공간은 외부의 것과 어떤 연관 없이도 존재하며 언제나 유사하고 움직이지 않
은 상태로 있다. 또한 절대 시간은 외부의 것과 어떤 연관 없이도 한결같이 흐른다.

참고자료

· - 과학의 지혜
· - 고대물리학의 창시자들을 찾아서
· - 재미있는 상대성이론 (뉴턴에서 아인슈타인까지)