시공간의 휘어짐은 왜 물체의 낙하를 만들어 내는가?

중력이 시공간을 휘게 만든다는 것은 이제 고등학교의 물리학 수업만 이수하여도 알 수 있는 상식입니다. 하지만 이 휘어짐이 어떻게 물체의 낙하를 유도해 내는지는 직관적으로 이해하기 어렵습니다.

이 개념의 시각화를 위하여 가장 널리 사용되는 방법은 다음 사진과 같이 탄력이 있는 얇은 막 위에 무거운 물체를 올려 놓는 실험입니다. 이는 어느 정도의 이해를 도울 수는 있습니다만 이 실험 자체가 높은 곳에 있는 물체는 낮은 곳으로 떨어진다는 전제 하에 진행되기 때문에 여전히 왜 작은 구슬이 경사면을 타고 낮은 곳에 있는 물체 (=무거운 물체)쪽으로 굴러가는지에 대한 근본적인 이해를 하기에는 다소 부족함이 있습니다.

물론 이 방법도 중력에 의한 행성들의 공전을 설명하는기에는 아주 좋은 실험입니다. 원본 : https://www.youtube.com/watch?v=MTY1Kje0yLg

미국에서 활동하는 과학 커뮤니케이터인 에드워드 커런트 Edward Current는 그의 유튜브 채널에서 그가 고안한 Spacetime Stretcher (시공간 확장기, 혹은 잡아늘리기)를 통해 이 개념을 조금 더 쉽게 설명해 줍니다. 물체가 등가속 운동을 하며 떨어지는 이유 뿐만 아니라 위로 쏘아 올린 물체가 왜 포물선 운동을 하며 다시 아래로 떨어지는지도 설명이 됩니다. 다음의 영상입니다. 이미 이 개념을 이해하신 분이라도 4분 정도의 시간을 투자해서 보실만한 영상입니다.

 

 

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