지구의 질량은 어떻게 측정할 수 있나요?
천체의 질량은 우리가 몸무게를 재듯이
잴 수 있는 기기가 없는데 어떻게
측정할 수 있나요
어떤 법칙과 과학적 원리로 알 수 있는지
궁금합니다
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
천체의 질량을 측정하는 방식은 지상에서 무게를 재는 것과는
전혀 다릅니다
우리가 일상 생활에서 사용하는 저울이나 측정 도구로는
천체의 질량을 직접 측정할 수 없기 때문에
천문학자들은 중력의 효과와 천체 간의 상호작용을 연구하여
질량을 간접적으로 추정합니다
질량을 측정하는 데 가장 기본적인 원리는
뉴턴의 만유인력 법칙을 사용하는 것입니다
이 법칙에 따르면 두 물체 간의 중력은 두 물체의 질량에
정비례하고 거리의 제곱에 반비례합니다
이를 통해 천문학자들은 한 천체가 다른 천체에 미치는
중력적 영향을 관측하고 그로부터 질량을 계산할 수 있습니다
예를 들어 별이나 행성이 다른 천체를 공전할 때
그 궤도의 특성을 분석하면 중력의 크기를 추정할 수 있습니다
이 궤도 정보는 키플러의 법칙들을 통해
중심 물체의 질량과 관련이 있음을 암시합니다
더 발전된 방법으로 천체의 질량을 추정하는 것은
아인슈타인의 일반상대성이론을 이용하는 것인데
중력은 질량이 있는 물체 주변의 시공간을 왜곡시키므로
이 왜곡을 관측함으로써 물체의 질량을 추정할 수 있습니다
이 왜곡의 예는 빛의 경로가 굴절되는 중력렌징 현상을
통해 볼 수 있습니다
이처럼 천문학자들은 다양한 관측과 이론을 토대로
간접적으로 천체의 질량을 추정하고 있습니다
이 방법들로 우주의 원리를 이해하는 데에
중요한 단서를 제공합니다
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