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10/03/24 16:48
음... 빛은 직진하지만 공간이 찌그러지는걸로 알고 있습니다. 예를 들자면 블랙홀 주변에서는 공간이 휘고, 주변의 빛도 휘어지죠.
하지만 그 휜다는것이 다른 공간에서 보았을때 휘어지는것입니다. 실제로 그 휘어진 공간에 있다면 자신이 있는 공간이 휘어진 것도 모르는거죠. 질량을 가진 모든 물체 주변은 휘어있습니다. 다만 그 휘어짐이 미미하기때문에 느끼지 못하는거죠. '직진'이라는 개념은 상대적인거죠.
10/03/24 16:56
근데 중력에 의해 공간이 일그러지는게 아니고 공간의 일그러짐으로 인해서 우리가 흔히 말하는 중력이 생기는게 아닌가요?
뉴턴의 중력이론은.. 그냥 그렇게 배울뿐이지. 사실과는 다르다고 얼핏 -- 지나가다가 읽은 기억이 나네요... 아인슈타인이 공간관련해서 중력과 관련된 이론을 냈다고 들었거든요.
10/03/24 17:18
전공자는 아니지만 아는 만큼만 말씀드려 보겠습니다.
일단 질량의 존재로 인해 공간의 일그러짐이 발생합니다. 이로 인해 중력이 생기구요. (아인슈타인의 일반상대성이론) 빛은 최단경로가 아닌 최단시간이 되는 경로를 택하여 진행하게 되는데(이를 바탕으로 굴절과 반사를 설명할 수 있죠) 커다란 질량이 존재할 경우, 그로 인해 공간이 일그러지고 빛은 그 공간에서 최단시간이 되는 경로를 택합니다. 매질이 한가지일때 최단시간이 되는 경로는 최단거리인 경로이기에 휘어진 공간을 따라 빛도 같이 휘어서 진행합니다. 근데 이건 그 공간의 입장에서 상대적으로 본다면 직진한거죠.
10/03/24 17:29
강한 중력을 갖는 물체 주변에는 공간이 일그러지게 되고 일그러진 공간을 빛이 '직진' 하는 것입니다.
빛의 입장에서는 걍 똑바로 가는 거죠. 이것으로 인해 재밌는 현상들이 많이 발생합니다. 많이 알려진 것이 블랙홀이겠구요. 중력렌즈란 현상이 있는데요. 예를 들면 *------------o ------------------------- > (광원) (중력원) (관측자) 이런식으로 배치되어 있을 때 * ------------------------------------------ > * 이런 식으로 광원이 여러개로 보이는 현상이 있습니다. 중력원을 스쳐지나가는 빛들이 휘어서 관측자에게 도달하는 것이지요. 이를 이용해서 우리가 볼 수 없는 천체들의 질량을 추정하곤 합니다. 요새는 기술이 발달해서 주로 외계 행성을 찾곤 하죠. 하지만 아직 지구형 행성을 발견할 정도의 정확성은 없다고 합니다. 목성보다 10배 정도 무거운 행성들이 이 방법을 통해서 많이 발견이 되었죠.
10/03/24 17:39
다른 분들도 답변 감사합니다.
요약해보면 빛은 분명히 직진(최단시간이 되는 경로를 택하는 행위)하지만 물질의 중력에 의해 공간이 일그러지기 때문에 그 사이를 지나온 빛은 현상적으로 휘어져온 것처럼 보일 수 있다 라고 생각이 됩니다만... 틀리면 지적해주세요...
10/03/24 19:32
페르마의 원리를 빛이 최단시간이 되는 경로로 진행한다는 고전적인 말로 설명하면, 빛이 최단경로가 어디인지를 알아야 합니다. 그러면 빛이 자신의 목적지가 어디인지 알아야 한다는 문제가 발생하지요.
10/03/24 19:44
엄밀히 말하자면 진공 상태의 유클리드 공간에서도 빛이 무조건 직진하지는 않습니다. QED 등을 보시면 아실 텐데... 최소작용의 원리를 양자화해 보면 대충 무슨 소린지 아실 겁니다. 파인만 경로적분에서 고려해야 할 경로가 고전적 극한에서는 고전적 최소작용의 원리에 의해 얻을 수 있는 경로 부근으로 수렴하게 됩니다.
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