일반상대성이론!

말로만 듣던 수식들을 유추하기 위해 4가지 원칙들을 설명해주신다.

1.등가원리

2.일반공변성원칙 Principle of General Covariance

3.고전이론 포함: 고전역학, 중력장방정식

4.에너지 보존 법칙

1905년 아인슈타인이 특수상대성원리를 발표한 후에

그는 " 빛으로 가면 세상이 어찌 보일까?" 하는 궁금중에서

중력이론을 포함한 상대성원리, 즉 가속도현상 = 등가의 속도(중력의 값) 를 생각한다.

어느날 오후 아인슈타인은 엘리베이터를 타고 만약 줄이 끊어진다면 엘리베이터에서 체중을

느낄수가 있을까? 하는 질문을 던지다. 그렇다. 위대한 물리학자의 우연한 생각에서

이 위대한 일반 상대성 이론이 시작된 것이다.

박사님의 설명을 들으면서, 처음으로 듣는 이 이론이 방정식으로 거듭나는 것을 보고

나는 칠판위의 수식이 수식으로 보여지지 않았다.  처음으로 접하는 고차원 수학을 나는 알지 못한다.

아니 모르고도 이제까지 숨쉬고 살아오는데 전혀 어려움이 없었다.

그러나 인생에서 일반 상대성 이론을 이해하고 접한다는 것은 깨달음을 얻는 것보다 큰 것이다.

 이것이 " 진실" 이기 때문이다 라고 하시는 박사님의 말씀은 그냥 쿵하고 다가 왔다.

아인슈타인은 뉴턴의 어깨에 섰다라고 한다. 뉴턴의 절대시각, 절대 공간의 원칙에

등속운동과 관성계(Force가 작용하지 않은 움직임으로 일정함에는 가속이 없다고 한다)의

4차원 원리를 집어 넣은 것이라고 했다. 어려운 용어는 내게 너무도 익숙하지 않다.

하지만 " 너가 움직이니깐, 내가 움직인다" " 그냥 푹 넘어 진다" "서서 죽는 사람은 없다"

우리가 살고 있는 땅(SiO2), 대지를 밝고 산다는 것에 대한 자연의 사실적 의미를

수식으로 완벽하게 증명해낸것이 일반상대성이론이라고 말씀하셨다.

"이해하는 세계가 아니라 익숙해지는 세계이다"

칠판에 그물망처럼 수학의 세계를 그리시고는 그안에 자연이 선택한 세계를 좌표로 그리셨다.

그것이 무엇을 의미하는 것일까? 수학의 세계는 모든 가능성의 세계라고 한다. 자연의 세계는 그 중

지금 자연이 선택한 세계이다라고 말씀하신다. 초록 펜으로 자연이 선택한 세계를 그려 넣었다.

그물망처럼 뻗어져 있는 수학의 세계에, 그 그림을 보고 감탄을 하신다. 이게 바로" Real (리얼)한 세계라고..

천재는 누구나 보는 세상에서 아무도 보지 않는것을 보는 사람이라고 한다. 아인슈타인이 그런 사람이다.

박문호 박사님의 설명에 이해가 가는 부분도 있다

"놓으면 떨어진다"

"내려 놓는다"

동시에 마이크의 머리가 떨어졌다.

우리도 때가 되면 내려 놓는다.

서서 죽는 사람은 없다.

그때 나는 왜 우리의 삶속에 시간의 비밀을 움켜지고 있는 중력을 느꼈을까?

나는 살아있기 때문이다. 땅을 밝고 서있기 때문이다.

이보다 더 철학적인 순간이 있을까?

가속운동하면 곡률이 생긴다. 곡률이란 우글쭈글해지는 것을 말한다.

호주 케언즈에서 15000피트 상공에서 스카이 다이빙을 하면 내가 체험했던 내얼굴의

쭈들거림이 가속도에 못이겨낸 내얼굴 피부의 곡률이였을까?

우주인인 훈련을 위해 모의 비행선에서 가속도가 붙은 회전속에서 느끼는 것이 곡률일까?

우리는 완벽한 곡면을 표시할수 있다.

모든것을 평면거울로 바꾼다 = Metric Tensor 라고 한다.

수학의 미분과 적분의 분도 모르는 나는 이 세상속의 자연 기적 백터 (Netural Basis Vector)가

Metric Tensor로 변신해가는 것을 보았다.

일반상대선이론에 등장하는 인물 3인방이다.

첫째가, Scalar이다. 온도 속력등이 Field라는 바탕에 있다. 0차 Tensor라고 한다.

둘째가 Vector이다. 베캄은 아니다. 여기서 주인공은 자연기저 벡터이다. 1차 Tensor라고 한다.

셋째가 Tensor이다. 여기에는 전곡률 Tensor도 Ricci Tensor도 있고 Riemann -Christoffel Tensor도 있다.

가장 중요한 애가 바로 Metric Tensor이다. 다른말로 중력장 혹은 시공연속체라고 한다.

셋째를 2차 Tensor라고도 한다.

메트릭텐서(Metric Tensor)가 무엇인가를 묻는 것은 자연기저 벡터(Natural Basis Vector)에 대해 묻는 것이다.

고로 일반상대성이론은 METRIC TENSOR,   THAT'S ALL!!.

인간은 자연을 알수 있다.

인간을 무한을 통해서 자연을 알수 있다.

무한수는 REAL한 자연을 표현할수 있다.

나는 오늘 비로서 자연을 보았다.

어려운 수식은 내게 중요하지 않았다. 단지 익숙하지 않았을 뿐이므로.

하지만 어렴풋이 4차원의 간격이 ZERO가 되어가는 풍경화를 구경한 느낌이다.

공부하는 것은 풍경화를 그리는 것이라고 박사님이 말씀하셨다면

나는 오늘 한폭의 풍경화를 바라본 느낌이다.

4차원의 속도에서 달리는 것이 우리의 운명이다.

3차원이 길이라면 4차원에서 INTERVAL은  EVENT A에서 EVENT B의 간격이라고 한다.

4차원 속도VECTOR는 단위가 없다.

METRIC TENSOR는 중력장 자체 이며 미분 계수값이다.

처음으로 배우는 일반상대성원리, 공식 그 낮설은 것들로 부터 익숙해 지는 날

우리가 10억분의 1로 착각하고 사는 이 세상이 다시 보이리라.

도대체 아인슈타인의 일반상대성이론이 무엇일까 궁금해 하는 모든이들에게

첫 걸음을 이제 막 띤 병아리가 느낀 첫 수업의 느낌을 몇자 적어 봅니다.

2012년 3월 25일 봄을 시샘하는 꽃바람이 부는 날에