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장면 목록 › 제4장 위성의 시계는 다르게 간다

중력이 약한 곳의 시계는 빨리 간다

중력 때문에 위성 시계는 하루 45.7μs 빨라진다

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중력이 약한 곳의 시계는 빨리 간다

아인슈타인은 10년 뒤에 하나를 더 알아냈습니다. 중력이 셀수록 시계가 느리게 간다는 것입니다. 지구의 중력을 움푹 꺼진 그물로 그려 보면, 땅은 깊은 곳에 있고 위성은 얕은 곳에 있습니다. 위성이 있는 높이의 중력은 땅의 약 17분의 1밖에 안 됩니다. 그래서 위성의 시계는 하루에 약 45.7마이크로초씩 땅의 시계보다 빨리 갑니다.

왜?같은 까닭으로 높은 산 위의 시계는 바닷가의 시계보다 아주 조금 빨리 갑니다. 아주 정밀한 원자시계로는 시계를 30 cm쯤 높이 올리기만 해도 이 차이를 잴 수 있습니다.

더 알기이것을 '일반 상대성 이론'이라고 부릅니다. 1915년에 발표했습니다. 블랙홀 근처처럼 중력이 아주 센 곳에서는 시간이 훨씬 더 느려집니다. 시리즈의 「시공간의 비밀과 블랙홀」에서 볼 수 있습니다. 그물은 중력의 세기를 보여 주는 그림이고, 실제 모양이 아닙니다.

중력 때문에 하루에 빨라지는 시간
+45.7 μs

교과서 식으로 계산

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더 읽기

Wikipedia: Gravitational time dilation

시리즈의 다른 작품

위성 궤도·거리·시계의 차이는 교과서의 식(케플러 법칙, 특수·일반 상대성 이론의 근사식)으로 계산했습니다. 위성 30기는 실제 GPS 배치를 본뜬 것이고 실제 위성 번호·위치가 아닙니다. 3D 그림에서 위성 모형은 보이도록 아주 크게, 전파의 움직임은 아주 느리게 그렸습니다.