시간 팽창이란 무엇입니까?

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과학 분야에서 가장 흥미로운 주제 중 하나는 일반 상대성 이론입니다. 이 아이디어는 빛의 속도에 가까워지면 이상한 일이 발생한다는 것을 알고 있습니다. 사물의 길이, 기이 한 파장 이동에 이상한 변화가 있습니다. 그리고 무엇보다도 가장 어리석은 팽창이라는 개념이 있습니다. 다른 사람에 비해 얼마나 빨리 여행하는지에 따라 문자 그대로 더 많거나 적은 시간을 경험할 수있는 방법입니다.

그리고 그보다 더 낯선가? 영화 Interstellar에서 보았 듯이 블랙홀과 같이 매우 큰 물체 근처에서 시간을 보내면 이와 같은 상대 론적 효과가 발생할 수 있습니다. 질량과 가속도는 같은 것입니까?

솔직히, 그것은 당신에게 엄청난 두통을주는 것으로 충분합니다.

그러나 나는 당황스러운 개념을 발견했기 때문에 계속 치핑을 계속하고 그것에 대해 더 많이 이해하고 뇌를 감싸도록 도와 줄 것입니다. 나의 이익, 당신의 이익, 그러나 대부분 나의 이익을 위해.

물리학의 역사에는 큰 일화가 있습니다. 아마 실제로 일어난 일은 아니지만 여전히 좋아합니다.

20 세기의 가장 유명한 천문학 자 중 한 명인 아서에 딩턴 (Arthur Eddington)은 2008 년 영화에서 아인슈타인 (Einstein)과에 딩턴 (Eddington)에서 대담한 데이비드 테넌트 (David Tennant)가 연기했습니다. 아직 보지 않았다면 실제로보아야 할 것입니다.

어쨌든,에 딩턴을 의미하는 Who 박사는 별들이 어떻게 에너지를 생성하는지 (융합을 통해) 알아 냈으며, 1919 년에 총 일식을 보았을 때 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 대한 예측이 정확하다는 것을 개인적으로 확인했습니다.

아서에 딩턴 경의 강의에서 누군가“에 딩턴 교수님, 당신은 세상의 일반 상대성을 이해하는 세 사람 중 한 사람이어야합니다.”라고 물었습니다. 그는 잠시 멈췄다가 말했다.“그렇습니다.하지만 저는 제 3자가 누구인지 생각하려고합니다.”

저는 확실히 아닙니다.하지만 일반 상대성 이론을 다루는 사람을 알고 있습니다. 그리고 로체스터 공과 대학의 천체 물리학 교수 인 브라이언 코베 레인 박사입니다. 그는 자신의 블로그 인 One Universe At A Time에서이 주제를 항상 다루고 있으며 briankoberlein.com을 방문하십시오.

실제로, 이것이 어떻게 작동하는지 보여주기 위해 Brian은 자신의 RIT 사무실을 거의 가벼운 속도로 편리하게 밀었 고, 현재 우리에게 상처를 받고 있습니다.

브라이언 코버 레인 박사 :
프레이저 안녕하세요. 1 초 정도만 기다려도 늦춰질뿐입니다.

프레이저 가인 :
무슨 일이 있었나요? 왜 모두 느려졌습니까?

브라이언 :
실제로 시간 팽창으로 알려진 흥미로운 효과입니다. 빛에 관한 것 중 하나는 당신이 어떤 참조 프레임을 사용하든 우주를 어떻게 이동하든 항상 진공 상태에서 빛의 속도를 동일하게 측정한다는 것입니다. 초당 약 300,000 킬로미터.

그렇게하기 위해, 당신이 나에 대해 움직이고 있거나 내가 당신에 대해 움직이고 있다면, 빛의 속도를 일정하게 유지하기 위해 시간과 공간에 대한 우리의 기준이 바뀌어야합니다. 내가 당신에게서 더 빨리 움직일 때, 당신에 따른 나의 시간은 느려지는 것처럼 보여야합니다. 반면에, 당신의 시간은 나에 비해 느려지는 것처럼 보일 것입니다.

그리고 그 시간 팽창 효과는 빛의 속도를 일정하게 유지하는 데 필요합니다.

프레이저 :
이사 할 때만 이런 일이 발생합니까?

브라이언 :
시간 팽창은 상대 운동으로 인해 발생하는 것이 아니라 중력으로 인해 발생할 수도 있습니다. 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 중력은 시공간 왜곡의 속성이라고합니다. 지구와 같은 덩어리가 있으면 실제로 공간과 시간이 뒤 틀립니다.

지구에 서 있으면 중력의 차이로 인해 우주에서 누군가보다 약간 느리게 움직이는 것처럼 보입니다.

지구의 경우에는 그다지 중요하지 않지만 블랙홀과 같은 것은 큰 문제가 될 수 있습니다. 블랙홀에 가까워 질수록 시간이 점점 느려지는 것처럼 보입니다.

프레이저 :
이것이 우주 여행에 어떤 의미가 있습니까?

브라이언 :
공상 과학에서는 로켓이 빛의 속도에 매우 가깝게 이동하고 시간 팽창을 사용하여 먼 별을 여행한다는 아이디어를 여러 번 볼 수 있습니다.

그러나 당신은 실제로 중력으로 같은 일을 할 수 있습니다. 다른 별이나 다른 은하계로 나가는 블랙홀이 있다면 실제로 우주선을 타고 블랙홀과 매우 가까운 궤도를 돌 수 있습니다. 그리고 시간이 느려지는 것 같습니다. 블랙홀을 공전하는 동안 블랙홀은 다른 별이나 다른 은하에 도달하는 데 시간이 걸리며, 당신에게는 정말 빨리 보일 것입니다.

그래서 그것은 공상 과학 소설에서 시간 팽창을 사용하여 별을 여행 할 수있는 또 다른 방법입니다.

프레이저 :
좋아요 브라이언, 마지막 질문이 하나 있습니다. 빛의 속도에 가까워 질수록 질량이 커지면 질량이 너무 많아서 블랙홀로 변할 수 있습니까? 이 질문에 대한 답변을 briankoberlein.com의 블로그 게시물과 여기에서 바로 연결하려는 Google+ 게시물의 형태로 부탁드립니다.

브라이언 :
고마워 프레이저, 나는 내 웹 사이트에 그 대답을 드리겠습니다.

다시 한 번, 우리는 당황스러운 시간 확장 영역을 방문하여 상대적으로 무질서한 상태로 돌아 왔습니다. 내가 더 잘 이해한다는 의미는 아니지만 어쨌든 당신이 그러기를 바랍니다. 다시 한 번, Koberlein 박사에게 그의 상대 론적 여행에서 몇 분 동안 우리의 질문에 답해 주신 것에 대해 감사드립니다. 그의 블로그를 방문하여 내 질문에 대한 답변을 읽으십시오.