중력의 차이로 인해서 시간의 흐름도 차이가 날 수 있나요?

Question

어디서 들어보니깐 중력이 큰 곳에서는 시간이 느리게 간다는 것을 들어봤는데

이런 것이 실제로 가능한 것인지 궁금합니다.

중력과 시간에 관련성이 있나요?

Answer 1

안녕하세요.

중력의 차이가 시간의 흐름에 영향을 미친다는 것은 현대 물리학, 특히 일반 상대성 이론에서 중요한 개념입니다. 이러한 현상은 '중력 시간 지연(gravitational time dilation)'으로 알려져 있습니다.
아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면, 중력은 시공간을 왜곡합니다. 이 왜곡은 중력장이 강할수록 더욱 심해지며, 이로 인해 중력이 강한 곳에서는 시간이 더 느리게 흐르는 현상이 발생합니다. 예를 들어, 지구의 중력은 그 중력이 더 약한 우주 공간보다 시간을 더 느리게 흐르게 합니다.
이 이론적 예측은 GPS 시스템에서 실제로 적용되며, 이를 통해 일반 상대성 이론의 정확성이 입증 되었습니다. GPS 위성은 지구보다 높은 고도에서 운영되므로 중력의 영향을 덜 받습니다. 이 때문에 위성의 시계는 지구의 시계보다 약간 빠르게 동작하게 됩니다. GPS 시스템은 이러한 상대적 시간 차이를 보정하여 정확한 위치 정보를 제공할 수 있습니다.
더불어, 고체 실험을 통해서도 중력 시간 지연 현상이 관찰되었습니다. 예컨데, 높이가 다른 두 지점에서 동기화된 원자 시계를 사용하여 시간의 흐름을 비교했을 때, 높은 곳에서 위치한 시계가 아래에 위치한 시계보다 더 빠르게 움직이는 것이 관측되었습니다.