카오스재단

답변완료

아인슈타인은 일반상대성이론을 통해 중력이 가속도라는 것을 밝혔습니다 (등가원리) 그리고 우주비행사들이 지구에서 무중력 훈련을 하기 위해 비행기를 자유낙하 시켜 그 동안 무중력을 체험한다고 들었습니다. 첫번째 질문은 열차나 자동차가 가속하는 것을 우리는 느끼는데 반해 중력가속도는 왜 느끼지 못하는지(지구 생명체로서 느끼지 못하도록 된 것인지) 궁금하고, 중력가속도가 다른 곳이라면 그걸 느끼게 되는지 궁금합니다. 두번째 질문은, 만약 비행기를 자유낙하시키는 것이 아니라 중력가속도의 두 배의 속도로 낙하시키면 그 안에 있는 우주비행사들은 거꾸로 중력가속도를 느껴 지상 위에 있는 것과 동일한 기분을 느낄 수 있는지 궁금합니다.

답변내용

등가원리에 의하면 가속도 운동과 중력의 작용이 동일해야 하지요. 한편 일상에서는 가속도 운동을 특히 더 의식하게 되는 것 같은데요. 이것은 우리의 감각이 주변환경을 종합적으로 파악하기 때문입니다. 지구 위에서 생활하는 이상 중력은 언제 어디서나 항상 작용하지요. 중력이 없는 3차원 공간에서는 모든 방향이 평등하며 대칭적일텐데, 일상에서는 중력이 작용하는 특정한 방향을 아래라고 부릅니다. 한편 자동차나 기차가 가속 할 때는 아래 방향에 대해 다른 방향의 ‘일시적이고 특수한’ 힘을 받지요. 이때 앞이나 뒤 방향으로 받는 힘을 상대적으로 더 의식하게 되는 것 같습니다. 외부 환경을 전혀 파악할 수 없는 폐쇄된 컨테이너 박스 안에 갖혀있는 상황을 생각해봅시다. 컨테이너 박스는 지구 위에 있을 수도 있고 우주에서 일정한 가속도의 운동을 할 수도 있습니다. 후자의 경우 컨테이너의 가속도가 지구상의 중력가속도와 일치한다면 전자의 경우와 구별할 수 없을 것입니다. 안에 있는 우리는 힘을 받는 방향을 ‘아래’라고 느끼게 되겠지요. 장시간 우주에서 생활한 우주비행사들의 인터뷰에 의하면 지구에 돌아왔을 때 중력 때문에 굉장히 불편함을 느낀다고 합니다. 몸이 무중력에 익숙해진 상태에서는 중력이 이질적인 힘으로 느껴지는 것이지요. 지상의 생명체들은 중력에 익숙해진 상태로 삶을 영위하지만 사실은 끊임없이 작용하는 물리적 힘에 계속해서 저항하고 있는 셈입니다. 중력가속도의 두 배에 해당하는 가속도로 지구에 접근한다면 어떻게 될까요? 지구 중심과 반대 방향으로 중력가속도 만큼의 힘을 느끼게 될 것입니다. 즉 방향은 다르지만 지상에 서있는 것과 동일한 효과를 받게 되겠지요.

[전체 댓글수 0]

로그인 후 이용가능 합니다.

자료가 없습니다.

이전 다음

Sci-Q