알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론

알버트 아인슈타인

일반 상대성 이론

아인슈타인은 특수 상대성 이론에 관한 1905 년 논문을 발표하면서 현대 물리학의 얼굴을 바꾸었지만 그 이론에 만족하지 않았습니다. 그는 중력을 포함하고 설명 할 더 일반적인 이론을 만들고 싶었습니다.

알버트 아인슈타인 사진
1921 년 알버트 아인슈타인
출처 : 노벨 물리학상 사진
떨어지는 남자

이 주제에 대한 아인슈타인의 첫 번째 사고 실험 중 하나는 떨어지는 사람과 관련되었습니다. 그는 자유 낙하에 빠진 사람이 자신의 체중을 느끼지 못할 것임을 깨달았습니다. 그 사람이 추락하는 동안 밀폐 된 방에 있었다면, 그들은 우주 공간에서 무중력으로 떠 다니는 사람과 같은 경험을 할 것입니다 (적어도 땅에 떨어질 때까지). 이것이 아인슈타인에게 의미하는 것은 관찰자에게는 중력이 존재하지 않는다는 것입니다.

동등성 원리

아인슈타인은 동등성 원리를 개발하기 위해 그의 '떨어지는 사람'사고 실험을 사용했습니다. 이 원리는 중력의 영향과 가속도의 영향이 모두 동일한 구조에 의해 생성되었다고 말합니다. 그는 1907 년에 출판 된 기사의 끝에 자신의 아이디어를 발표했습니다.방사능 전자 연감. 몇 년이 더 걸리 겠지만, 동등성 원리의 개념은 일반 상대성 이론으로가는 길에서 중요한 단계가 될 것입니다.

조기 예측

동등성 원칙을 제시하는 것 외에도 아인슈타인은이 아이디어를 사용하여 중요한 실제 세계 예측을했습니다. 첫째, 그는 시계가 중력장이 더 강할수록 실제로 느리게 작동한다는 것을 보여주었습니다. 즉, 목성의 시계는 지구상의 시계보다 느리게 작동합니다. 이것은 이제 중력 시간 확장으로 알려져 있습니다. 아인슈타인은 또한 중력이 빛을 휘게 할 것이라고 예측했는데, 이는 실험을 통해 입증 될 수 있습니다.

아인슈타인의 그림
이 사진은 아인슈타인의 사고 실험 중 하나를 보여줍니다
가속 로켓에서 바닥에 떨어지는 공을 비교하는 곳
(왼쪽)과 지구에 하나 (오른쪽).
효과는 두 상황에서 동일합니다.


출처 : Markus Poessel (Mapos), CC BY-SA 3.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4381205


전략

향후 몇 년 동안 아인슈타인은 수학적 전략과 물리적 전략이라는 두 가지 전략을 사용하여 일반 상대성 이론에 대한 해결책을 추구 할 것입니다. 1912 년에 수학적인 해결책에 대한 그의 초기 시도는 다음과 같은 노트북에서 볼 수 있습니다.취리히 노트북. 그러나 아인슈타인은 그의 최종 방정식이 필요한 조건을 충족시키지 못한다고 생각한 지 1 년 만에 수학적 전략을 포기했습니다. 그런 다음 그는 자신의 노력을 물리적 전략으로 완전히 전환하고디자인주제에.

성공과 일반 상대성 이론

아인슈타인은디자인1915 년에 그는디자인이론에 결함이있었습니다. 항상 끈질긴 아인슈타인은 수학적 전략으로 돌아 왔습니다. 1915 년 말에 아인슈타인은 일반 상대성 이론을 설명하는 방정식을 만들기 시작했습니다. 그의 첫 번째 주요 성공은 그가 수성의 궤도 이동에 대한 올바른 결과를 성공적으로 계산했을 때 이루어졌습니다. 이 사건은 아인슈타인의 삶에서 가장 감정적 인 날 중 하나로 묘사되었습니다. 수년간의 노력의 결과였습니다. 그런 다음 그는 자신의 방정식을 다듬어 프로이센 아카데미에서 '중력의 장 방정식. ' 아인슈타인은 그의 일반 상대성 이론을 그의 경력에서 가장 뛰어난 업적이라고 생각할 것입니다.

아인슈타인의 새로운 방정식은 이전 E = mc만큼 간단하지 않았습니다., 그러나 그들은 똑같이 심오했습니다. 가장 유명한 아인슈타인의 필드 방정식은 다음과 같습니다. 일식 및 실험적 검증

아인슈타인의 이론은 처음에는 과학계에서 널리 받아 들여 지거나 사용되지 않았습니다. 1919 년에 그의 이론은 일식 동안 태양에 의한 별빛의 편향을 정확하게 예측했을 때 확인되었습니다. 그의 이론이 확인되면서 아인슈타인은 세계적인 명성을 얻었습니다. 한 영국 신문은 '과학의 혁명-우주의 새로운 이론-뉴턴 사상 전복'을 선포했습니다. 이 실험이 이론에 상당한 관심과 수용을 가져 왔지만 이론은 1960 년대와 1970 년대까지 물리학 자들에 의해 널리 사용되지 않았습니다.

1919 년의 일식 사진
1919 년의 일식 사진
저자 : F. W. Dyson, A. S. Eddington, C. Davidson

흥미로운 사실

일반 상대성 이론에 대한 해결책을 찾는 그의 성공을 논의 할 때 아인슈타인은 '내 가장 대담한 꿈이 이제 이루어졌다'고 말했다.

아인슈타인은 수학자 David Hilbert와 함께 Hilbert의 강의에 참석하고 편지로 아이디어를 공유하는 등 일반 상대성 이론에 대해 작업했습니다.



Albert Einstein 전기 내용
  1. 개요
  2. 아인슈타인 성장
  3. 교육, 특허청, 결혼
  4. 기적의 해
  5. 일반 상대성 이론
  6. 학업 경력 및 노벨상
  7. 독일을 떠나 제 2 차 세계 대전
  8. 더 많은 발견
  9. 후기 삶과 죽음
  10. 알버트 아인슈타인 인용문 및 참고 문헌
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