블랙홀 7, 아인슈타인의 특수 상대성 이론

우리가 이 장에서 지금까지 본 세개의 우주 시간 도표는 그들의 축을 시간과 공간으로 표시하고 있다. 사실, 전문가들은 일반적으로 축 레이블을 포함하지 않을 것이고, 심지어는 그 축을 시공간 다이어그램에 포함시키지도 않을 것이다. 단순히 시간이 지나고 우주가 지나가는 것이 아니라 전문 천체 물리학자들이 우주 공간에서 정확한 위치를 찾을 수 없다는 것입니다. 특수 상대성 이론의 세계에서는 동시성의 개념이 깨진다. 단지 두 사건이 한 관찰자에게 동시에 일어나는 것으로 보여진다고 해서 그것들이 다른 관찰자들에게 동시에 일어난다는 것을 의미하지는 않는다.

따라서 카메라 셔터를 누르고 있는 두명의 사진 작가는 관찰자가 카메라에 비해 매우 빠르게 우주선을 타고 여행하는 모습이 아닐 것이다. 관찰자는 한 카메라 클릭이 다른 카메라보다 훨씬 먼저 발생한다는 것을 추론합니다. 동일한 수직 높이에서 그린 그림 3의 두 지점(동시에 사건이 발생했다고 주장한 이후)은 빠르게 이동하는 관찰자의 시공간 다이어그램에서 다른 수직 위치에 나타난다. 아인슈타인의 상대성 이론은 그녀의 도표가 나의 다이어그램만큼 유효하다고 주장한다. 따라서, 시공간 다이어그램의 점이 관찰자의 관점(즉, 기준의 틀)에 따라 달라진다면, 그 이유는 무엇일까요?

이것을 이해하기 위해서는 움직이는 입자의 원에 초점을 맞추는 것이 도움이 됩니다. 그래서 우리는 입자가 우주 시간을 통해 움직이는 것으로 알려진 새로운 우주 시간 도표를 그릴 것입니다. 그림 6에서 입자는 빛의 속도보다 더 빨리 이동할 수 없기 때문에 항상 원뿔 내에 머무릅니다.

아인슈타인의 특수 상대성 이론은 그의 일반 이론의 일부로서 제한된 물리적 상황에 관련되어 있다. 우주 시간이 팽창하고 있는 우주 시간의 맥락에서 특수 상대성을 넘어서는 또 다른 개념적 프레임워크가 필요하다. 우주의 팽창을 가장 먼저 예로 들 수 있다. 이러한 맥락에서, 인과 관계의 징후는 당신이 당신의 지역적인 공간에 관해서 빛의 속도보다 더 빨리 움직일 수 없는 것이다.

어떻게 물건들이 어디로 가야 하는지 알 수 있을까요?

광자는 질량이 없지만, 중력에 의해 여전히 영향을 받는다는 것이 밝혀졌다. 이것을 힘 때문이 아니라 시공간의 곡률 때문에 일어난다고 생각하는 것이 가장 좋다. 광자는 보통 직선으로 이동하는 것으로 생각되는데, 이것은 우리가 '광선'이라는 개념을 얻는 곳이다. 하지만, 구부러진 우주 시간을 통해 그것은 측지선이라고 알려진 길을 따를 것이다.

지구에 기반을 둔 함축에도 불구하고, 지구의 이름은 우주 전체에 걸쳐 우주의 본질을 설명하는 중요한 개념입니다. 만약 공간이 굽어 져 있지 않다면, 지리학은 광선이 이동하는 '직선 길'이 될 것이다. 그러나 광선이 ' 가고 싶어' 하는 두 지점 사이의 가장 짧은 거리는 '무효 지질학'이라는 용어로 알려져 있다. 곡선 공간에서 두점 사이의 가장 짧은 거리는 우리가 직선이라고 생각하는 것이 아니라,'지리학적으로 곡선 공간에 있는 직선'이다. 직선은 또한 동일한 방향으로 계속 이동함으로써 당신이 따라가는 경로로 특징 지어질 수 있다. 곡면에서 지오 메트리가 얼마나 크게 다른지 보여 주는 예제는 구체의 경도 선 고려에서 비롯됩니다. 경도의 두 인접한 선은 그림 7과 같이 극의 한 지점에서 만난다. 그러나 평평한 공간에서 평행선은 무한대에서만 만납니다(Euclid의 마지막 공리에 따라).

실제로, 예를 들어 질량의 존재로 인해 공간 시간이 곡선인 경우, 이 곡률은 광선이나(물리학자가 사용하는 정신적 장치)두개가 자유롭게 이동할 수 없는 경로에서 나타난다. 두 이벤트는 각각(t, x, y, z)형식으로 표시되는 4-D공간 시간의 두 지점으로 간주해야 합니다.