안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 질량과 밀도로 인해서 시공간의 휘어짐이 왜 발생하고 어떤 영향을 주는건가요?
아이슈타인의 일반상대성이론의 개념은 질랴 ㅇ자체가 시공가능ㄹ 휘게 만들고 휘어진 시공간은 물체가 어떻게 움직일지 결정시킨다고 보는데 이는 뉴턴의 힘 개념과 다르게 중력을 기하학적 현상으로 해석하게 되는것이지요. 시공가능ㄹ 탄성있는 고무천으로 생각하고 그 위에 무거운 공을 올리면 천이 움푹 파이듯 시공간도 휘어지게 된다고 보는 것이지요. 이 휘어진 공간 위에서 작은공을 굴리면 곡선을 따라 굴러가는것처럼 중력이 효과를 받게 된다고 보는것입니다. 이에 따라 중력이 작용하고 빛이 굴절하며 시간이 느려지게 되는것이지요. 질량이 같더라도 더 작은 부피를 가지면 곡률이 더 급격해지기에 밀도가 중요하게 됩니다.
Q. 항성 분류에 있어서 하버드 분류법과 여키스 분류법 이 있다고 하는데 어떤 차이가 있나요?
하버드분류법은 항성을 표면온도에 따라 분류하고 온도에 따라 스펙트럼에 나타나는 수소,헬륨,금속선의 강도가 달라지면서 발생하며 O,B,A,F,G,K,M으로 나누게 됩니다. 여키스 분류법은 하버드 분광형에 광도 등급을 더하여 스펙트럼과 크기 조합으로 Ia,Ib,II,III,IV,V,VI,VII로 나누게 됩니다.
Q. 우주의 시공간과 중력파의 관계성이 있는지 그리고 중력파의 검출이 우리에게 어떤 가능성을 주나요?
시공간과 중력파는 일반상대성이론의 핵심적인 개념으로서 시공간은 우주의 무대이자 유연한 구조를 가진 4차원 연속체로 봅니다. 중력은 질량을 통해 시공간을 휘게 만드는 효과이지요. 중력파는 휘어진 시공간이 파동의 형태로 전파되는 현상으로 질량을 가진 천체들이 급격하게 가속되거나 충돌하면서 발생하게 됩니다.시공간은 파동이 발생하는 매질이자 구조이며 중력파는 시공간의 진동이 전파되는 파동으로 시공간을 수축-팽창시키느 ㄴ형태로 퍼지게 됩니다. 중력파는 2015년 9월 LIGO 관측소에서 ㅜ 블랙홀의 충돌로 생성된 중력파를 최초로 검출하여 아이슈타인의 이론을 실험적으로 입증하게 된것이지요.
Q. 암흑에너지가 시간에 따라 변화한다는 가설이 무슨 말인가요?
암흑에너지가 일정한 고정값이 아니라 시간에 따라 강도나 성질이 변하는 동적인 에너지일수도 있따는 의견으로서 암흑에너지를 우주상수라고 보지만 공간 전체에 균일하고 시간에 따라 변하지 않는 일정한 밀도를 가진에너지로서 우주의 팽창이 일정하게 가속되는 것이지요. 하지만 진공에너지문제나 관측 데이터의 미세 오차나 허블 상수등이 변하게 되는 과정을 통해 암흑에너지가 시간에 따라 진화할수도 있다고 보고 있으며 이를 과거와 현재를 비교하면서 확인하고 있습니다!
Q. 블랙홀 주변에서는 시공간이 어떻게 극단적으로 변하는건가요?
블랙홀은 단순히 강한 중력의 천체가 아니라 시공간 자체가 급격하게 왜곡되고 붕괴되는 극한의 공간으로서 중력의 영향으로 빛조차 빠져나올수 없는 천체이지요. 아이슈타인의 일반상대성이론에 의해 예측된 시공간의 특이한 해로서 중심에 특이점이라 불리오는 밀도와 곡률이 무한대인 지점이 존재한다고 알려져 있습니다. 사건의 지평선은 경계로서 빛조차 빠져나올수 없는 경계면으로 안쪽의 정보는 외부에 전달되지 안흔ㄴ 지점이지요. 경계 자체가 물리적인 장벽이 아니라 감지할수 없으며 불랙홀에 가까워질수록 공간자체가 점점 더 깊이 우물처럼 휘어지게 된답니다. 중력이 매우 강하기에 일반상대성이론에 의해 중력이 강하면서 시간이 더 느리게 흐르게 됩니다.