5강 중력장의 계측

스탠퍼드 천재들이 선택한 진짜 물리 특강, 「물리의 정석」 시리즈가 최신작인 『물리의 정석: 일반 상대성 이론 편』으로 돌아왔습니다. 끈 이론의 창시자 레너드 서스킨드의 3000만 뷰 유튜브 명강을 엮은 이 책은,  블랙홀에서 우주의 탄생과 죽음까지 모든 것을 지배하는 아인슈타인 방정식을 독자가 직접 유도할 수 있게 하는 기회를 제공합니다. 이를 위해 이 책에는 손을 푸는 역할을 하는 '연습 문제'가 곳곳에 배치되어 독자가 문제 풀이 능력을 스스로 기르도록 돕고 있습니다. 이때 연습 문제를 풀긴 풀었는데 정답인지 확신이 가지 않는 분, 그리고 어떻게 풀어야 할지 실마리도 보이지 않는 분을 위해 (주)사이언스북스 블로그에서 『물리의 정석 솔루션: 일반 상대성 이론 편』을 준비했습니다. 모두 9회에 걸쳐 이루어질 이번 연재를 통해 탄생 110주년을 맞는 일반 상대성 이론을, 더 나아가 우주의 실제 구조를 더 깊이 이해하는 시간을 가져 보세요.

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5강 「중력장의 계측」에서 서스킨드 교수의 목표는 중력장의 측정 기준을 도출하고 블랙홀을 설명하는 상대성 이론의 수학을 소개하는 것입니다. 그는 먼저 특수 상대성 이론에서 시간성, 공간성, 광선성 간격과 광뿔의 개념을 검토하고, 그다음 측지선의 정의와 고전 역학의 라그랑지안 공식 사이의 연관성을 검토합니다. 이어서 그는 중력장에서 움직이는 입자의 역학, 그리고 슈바르츠실트 계측이라고도 알려진 중력장의 계측을 도출합니다. 이는 중력장과 굽어진 시공간이 동등하다는 사실을 보여 주는 기초 수학입니다.

중력장의 계측은 중력체의 중심으로부터 특정한 반경에서 정의되지 않은 값을 갖습니다. 이 반경이 천체 외부에서 발생하면 그 천체는 블랙홀이며, 이 반경이 블랙홀 사건의 지평선의 위치를 정의합니다.

 

 

서스킨드가 스탠퍼드에서 진행한 일반 상대성 이론 5강, 「중력장의 계측」 강연 영상. 

 

 

 

 

5강 PDF파일 다운로드 ▼

물리의 정석_솔루션_일반 상대성 이론 편_5강.pdf

6.57MB

 

※ 레너드 서스킨드의 책들 ※ 

『물리의 정석: 고전 역학 편』

 

『물리의 정석: 양자 역학 편』

 

『물리의 정석: 특수 상대성 이론과 고전 장론 편』

 

『물리의 정석: 일반 상대성 이론 편』

『우주의 풍경』

 

『블랙홀 전쟁』