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Gravity는 어떻게 작동하며 우리는 Anti-Gravity 기술을 개발할 수 있습니까?

Gravity는 어떻게 작동하며 우리는 Anti-Gravity 기술을 개발할 수 있습니까?

우리는 삶의 매 순간마다 중력에 대해 전혀 생각하지 않고 중력을 경험합니다. 그러나 그것은 무엇이며 우리는 실제로 그것을 이해합니까?

여기서 우리는 현재 중력에 대한 이해를 간략히 살펴보고 우주에서 인공적으로 만들 수 있는지 조사합니다.

관련 : 중력에 대한 5 가지 사실

중력은 지구에서 어떻게 작용합니까?

유명한 격언처럼 "올라가는 것은 내려 와야합니다." 그런데 왜? 무슨 일이야?

우리는 그것이 무엇인지 실제로 이해하기 시작했지만 수천 년 동안 그 현상이 숙고되어 왔습니다.

예를 들어 그리스 철학자들은 한때 행성과 별이 신의 영역의 일부라고 생각했습니다. 그들의 추정에 의해 그들은 "자연적인 움직임"이라고 부르는 것에 종속되었다.

그 이상으로 개념을 발전 시키지는 못했지만, 16 세기 갈릴레오와 브라헤가 작업 할 때까지 서양 사상에서 지배적 인 아이디어로 남아있을 것입니다.

그들의 연구는 중력에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켜 결국 Isaac Newton으로 이어질 것입니다.

뉴턴이 주장한 것처럼 중력은 지구가 태양 주위를 공전하도록하는 힘입니다. 학교 시절부터 기억할 수 있듯이 중력은 다음과 같이 정의되는 경향이 있습니다.

"행성 또는 다른 물체가 물체를 중심으로 당기는 힘. 중력은 모든 행성이 태양 주위를 공전하도록 유지합니다." -NASA.

즉, 질량이있는 모든 것은 질량이있는 다른 모든 것에 힘을 가하고 힘을가합니다. 물체의 질량이 클수록 물체 사이의 거리가 짧을수록 물체가 서로 작용하는 중력의 힘이 더 강해집니다.

공중으로 뛰어 오르거나, 실수로 탁자에서 무언가를 떨어 뜨리거나, 개가 잡을 수 있도록 공원에서 공을 던질 때마다 행동의 결과를 직관적으로 알 수 있습니다. 결국 그들은 모두 땅으로 돌아옵니다.

아인슈타인은 나중에 중력에 대해 뉴턴과는 매우 다른 설명을 할 것입니다. 그의 이론에 따르면 중력은 시공간 연속체의 곡률입니다. 물체의 질량으로 인해 주변 공간이 본질적으로 구부러지고 구부러집니다. 이것은 물체 (및 빛)가 통과해야하는 경로를 왜곡하여 우리가 중력으로 "느끼는"효과를 만듭니다.

실제로 다른 천체의 중력에 '잡힌'물체는 이동하는 공간이 해당 물체를 향해 구부러져 있기 때문에 영향을받습니다.

아인슈타인은 또한 "동등성 원칙"의 개념을 도입했습니다. 이것은 중력과 관성력이 비슷한 성질을 가지고 있으며 종종 구별 할 수 없음을 나타냅니다.

이것을 설명하기 위해, 당신이 창문이없는 로켓 선 안에 있었고 주변에서 외부 우주를 볼 수 없다고 상상해보십시오. 이 경우 중력으로 느끼는 하향 힘이 실제 힘인지 아니면 특정 방향으로 가속하는 로켓의 결과인지 알 수 없습니다.

우리는 중력을 이해합니까?

간단히 말해, 예와 아니오입니다. 우주에서 가장 널리 연구 된 자연 현상 중 하나이지만 우리는 여전히 그것을 이해하지 못합니다.

우리가 보았 듯이 아이작 뉴턴과 아인슈타인은 중력을 이해하는 데 상당한 진전을 보였지만, 그것이 무엇인지 또는 그것이 실제로 어떤 것인지는 아직 완전히 확실하지 않습니다.

아인슈타인에 따르면, 중력은 그 자체로 진정한 힘보다 시공간의 굴곡의 결과에 더 가깝습니다.

우리가 아는 것은 질량이있는 몸이 서로 끌린다는 것입니다. 이 "힘"은 거리에 따라 다르며 신체가 멀어 질수록 약해집니다.

또한 측정 가능한 현상이며 자연에서 가장 약한 힘 중 하나입니다. 예를 들어 일반적인 냉장고 자석에 대해 생각해보십시오. 이것들은 지구와 같은 거대한 물체로부터의 중력의 견인을 쉽게 무시할 수 있습니다. 일시적이기는하지만 단순히 점프만으로 중력의 영향을 피할 수도 있습니다.

그러나이 관계는 양자 수준에서 완전히 무너지는 것 같습니다. 맞지 않는 것 같고 우리는 이유를 모릅니다.

거대한 규모에서 우리의 현재 중력 이론은 큰 물체의 행동을 예측하는 데 매우 유용하지만, 작은 양자 규모에서는 현재 중력 이론이 작동하지 않습니다.

이것은 오늘날 물리학에서 가장 큰 문제 중 하나입니다. 많은 물리학 자들은 언젠가는 무슨 일이 일어나고 있는지 설명하는 데 도움이 될 매크로 및 양자 물리학의 통합 이론을 만들길 희망합니다.

중력은 우리에게 어떻게 도움이됩니까?

중력은 우주에서 가장 기본적인 "힘"중 하나입니다. 중력이 무엇이든 상관없이 그것이 어떻게 작동하는지에 대한 논쟁은 지구상의 생명체에 매우 중요한 요소입니다.

중력은 지구상의 물체가 무게를 가지고 있고 단순히 우주로 떠 다니는 이유가 아닙니다. 질량이 적은 행성에 살면 무게가 덜 나가고 훨씬 더 높이 점프 할 수 있습니다.

중력은 또한 물이 액체 형태로 존재할 수있는 태양으로부터의 거리 인 소위 "골디락스 존"내에 지구를 유지합니다. 이것은 삶에 매우 중요합니다.

중력은 또한 지구 대기를 제자리에 유지하여 우리가 숨을 쉴 수 있도록 공기를 제공합니다. 예를 들어 화성은 지구 크기의 절반도 안되며 질량은 약 1/10입니다. 질량이 적다는 것은 중력이 적다는 것을 의미하며 실제로 화성의 대기는 1/100 지구만큼 밀도가 높습니다.

중력은 또한 지구를 함께 유지하는 역할을합니다. 중력은 또한 달이 지구 주위를 공전하도록 유지하는 것입니다. 달의 중력은 달을 향해 바다를 끌어 당겨 바다의 조수를 일으 킵니다.

그러나 흥미롭게도 중력의 힘은 지구상의 모든 곳에서 동일하지 않습니다. 질량이 적은 장소보다 지하에 질량이 훨씬 많은 장소보다 약간 더 강합니다.

두 개의 NASA 우주선과 GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) 임무 덕분에 우리는 이것을 알고 있습니다.

"GRACE는 시간이 지남에 따라 중력의 작은 변화를 감지합니다. 이러한 변화는 지구에 대한 중요한 세부 정보를 보여줍니다. 예를 들어 GRACE는 해수면의 변화를 모니터링하고 지진으로 인한 지각의 변화를 감지 할 수 있습니다." -spaceplace.nasa.gov.

중력을 만들 수 있습니까?

우리가 이미 보았 듯이, 아인슈타인은 중력이 실제로 다른 신체에 의한 시공간 왜곡의 결과라고 제안했습니다. 이러한 이유로 적어도 공간이없는 곳에서 인공 중력을 개발할 수 있어야합니다.

필요한 것은 아인슈타인에 따르면 중력과 유사한 효과를 생성해야하는 한 방향으로의 가속 수단을 제공하는 것입니다. 이것은 로켓과 같은 선형 가속이나 각운동량, 즉 구심 효과 또는 가속을 통해 수행 할 수 있습니다.

이것은 많은 공상 과학 책과 영화에서 공통된 주제입니다. 예를 들어 "2001 : A Space Odyssey"에서 회전하는 우주선을 생각해보십시오.

배가 충분히 크면 탑승자에게 지구상의 중력과 거의 구별 할 수없는 힘을 생성 할 수 있어야합니다. 그러나 큰 코리올리 힘도 존재하고 일직선이 아닌 곡선으로 떨어질 것이기 때문에 정확히 같지는 않을 것입니다.

여기에는 몇 가지 고유 한 문제가 있습니다. 무언가가 더 빨리 가속 될수록 탑승자에게 가해지는 중력 또는 중력이 더 커집니다.

이것은 우주 정거장과 같은 고정 된 선박의 경우 문제가되지 않지만, 높은 가속도로 장거리를 이동해야하는 선박의 경우 승무원에게 재앙이 될 수 있습니다.

우주선이 빛의 속도의 작은 부분으로 만 이동한다면 승무원은 다음을 초과하는 무언가를 경험할 것입니다. 4,000gs. 즉, Forbes의 기사에 따르면 100 신체의 혈류를 방지하는 데 필요한 가속도의 배--아마도 이상적이지 않을 것입니다.

선박에서 전자석과 전도성 "바닥"을 사용하여이 문제를 해결할 수 있다는 가설이 있지만 여전히 "하향"힘의 문제가 있습니다. 우주에서 높은 속도에서 중력의 영향으로부터 승무원을 "보호"할 수있는 수단은 없을 것입니다.

미래에 이것을 처리하는 유일한 방법은 어떤 형태의 음 또는 반 중력장을 개발하는 것입니다. 그러나 모든 물질과 마찬가지로 우리는 적어도 양의 질량을 가지고 있으므로 음의 중력 질량을 생성하는 방법이 필요합니다.

이것이 바로 CERN의 ALPHA 실험에서 진행되고있는 것입니다. 그곳의 연구원들은 수소의 반물질 대응 물인 갇힌 반 수소 원자로 작업하고 있습니다.

수소와 반 수소의 정확한 비교를 통해이 실험은 물질과 반물질 사이의 근본적인 대칭을 연구하고자합니다. 궁극적으로 이것은 반물질의 중력 가속도 측정으로 이어질 수 있습니다.

반물질이 지구 표면에 중력장의 존재하에 음의 값 (예 : + 9.8m / s2), 이것은 이론적으로 중력 전도체의 구조가 중력으로부터 자신을 보호 할 수 있도록합니다.

"충분히 민감 해지면 우리는 중력장에 어떤 방향으로 떨어지는 지 측정 할 수 있습니다. 떨어지면 정상 물질과 동일하게 양의 중력 질량을 가지며 중력 전도체를 만드는 데 사용할 수 없습니다. .하지만 중력장에 떨어지면 모든 것이 바뀝니다. 하나의 실험 결과로 인공 중력이 갑자기 물리적 가능성이 될 것입니다. " - 포브스.

성공하면 중력 커패시터의 문을 열어 균일 한 인공 중력장을 만들 수도 있습니다. 이론 상으로는 시공간을 변형시키는 방법 인 "워프 드라이브"를 만들 수도 있습니다.

"그러나 우리가 음의 중력 질량을 가진 입자 (또는 입자 집합)를 발견 할 때까지 인공 중력은 우리가 아무리 영리하더라도 가속을 통해서만 발생합니다." - 포브스.


비디오보기: Could Anti Gravity Really Be Possible 2025? (할 수있다 2021).