중력: 두 판 사이의 차이

오늘날 중력을 양자론으로 설명하려는 여러 [[양자 중력]] 이론이 있는데, [[고리 양자 중력]](LQG)과 [[끈 이론]]이 그 대표적인 예이다.

 

 

일정한 중력이 작용한다는 가정 하에 뉴턴의 만유인력 법칙은 F=mg로 단순화 된다.(m은 물체의 질량이고, g는 평균적으로 9.81m/s²의 일정한 크기를 갖는 벡터이다) 이 식으로 나온 값은 물체의 무게이다. 중력으로 인한 가속도는 g와 일치한다. 중력장 안에서 떨어뜨린 물체는 낙하시간의 제곱에 비례하는 거리를 떨어진다. 오른쪽은 초당 20번의 스트로보스코프 플래시로 0.5초 동안 촬영한 사진이다. 첫 1/20초 동안 1개의 유닛을 지나가고(한 개의 유닛은 약 12mm이다), 2/20초 동안 총 4개의 유닛을 지나고, 3/20초 동안은 총 9개의 유닛을 지나간다.

똑같이 일정한 중력이 작용한다는 가정 하에 높이 h에 있는 물체의 퍼텐셜 에너지는 Ep=mhg 이거나 Ep=Wg 이다.(W는 물체의 무게를 뜻한다) 이 식은 지구표면에서 물체가 조금만 떨어져있을 때 에만 유효하다. 비슷하게, 처음에 v의 속력으로 수직으로 떨어진 물체의 최대 낙하거리도 작은 높이와 작은 속력일 때 에만 쓸 수 있다.

 

 

뉴턴의 중력 법칙의 적용은 우리 태양계내의 행성에 관한 더 세밀한 정보들을 습득하게 했다. 태양의 질량이나 퀘이사의 정보, 심지어 암흑물질의 존재 또한 뉴턴의 중력법칙을 통해 추론된 것 이다. 비록 우리가 행성들이나 태양에 직접 탐사해보지는 않았지만 우리는 그 질량들을 안다. 이 질량들은 측정된 궤도의 특징에 뉴턴의 중력법칙을 적용함으로써 얻은 것 이다. 우주에서 물체는 중력의 작용에 의해 자신의 궤도를 유지한다. 행성은 항성을 돌고, 항성은 은하계의 중심을 돌고, 은하는 성단의 질량중심을 돌고, 성단은 초은하단을 돈다. 다른 물체에 의해 한 물체에 작용하는 중력은 두 물체의 질량의 곱에 정비례하고, 둘 사이의 거리의 제곱에 반비례한다.

 

 

중심 기사: 중력파

일반상대성이론에서 중력파는 시공간의 곡률이 변화하는 상황에서 생긴다. (예 : 같은 궤도를 도는 물체) 태양계에 의한 중력파는 측정하기에 너무 작다. 하지만, 중력파는 PSR B1913+16같은 쌍성펄서계의 시간이 지남에 따른 에너지 손실이 보여주다시피 간접적으로 관찰되고 있다. 중성자별의 합병이나 블랙홀의 형성이 측정가능한 양의 중력파를 만든다고 믿어지고 있다. 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO) 같은 중력파 관측소는 이 문제를 연구하기위해 설립되었다. 2016년 2월 19일 13억광년 떨어진 두개의 블랙홀이 충돌하면서 발생한 중력파가 관측 되었다.

 

2012년 12월, 중국의 한 연구 팀은 보름달과 초승달이 뜨는 시기동안 중력의 속도가 빛의 속도와 같다는 것을 증명해주는 것처럼 보이는 지각 조석의 위상지연을 측정했다고 발표했다. 이것은 만약 태양이 갑자기 사라진다면, 지구는 팔분동안 궤도를 선회할 것 이고 빛　또한 팔분동안 지구가 궤도를 움직인 거리만큼 이동한다. 이 팀의 발견은 2013년 3월에 Chinese Science Bulletin을 통해 알려졌다.

몇몇 적절하게 설명되지 않은 관찰들이 있고 이것은 더 나은 중력이론을 필요로 할지도 모르고 아마 다른 방법으로 설명될 수 있다.

* 추가되는 대규모의 수소 구름 :　라이먼 알파 숲의 유령의 선은 수소구름이 예상했던 것 보다 특정한 규모에서 훨씬 더 숲을 이루는 것을 제시하고 암흑의 흐름과 같이 중력이 특정한 거리의 규모에서 역 제곱 보다 훨씬 느리게 되는 것을 제시 했을 지도 모른다.

 

== 같이 보기 ==

[[분류:물리학의 기본 개념]]

[[분류:천체역학]]