타자와의 아주 소박한 연구소

하도 중력장에 관한 이야기가 많이 나와서 저도 한번 써봅니다.

 먼저 중력장을 이해하려면 기초적으로 힘에 대한 것을 알아야겠지요? 힘이란, 보통 F=ma로 표현을 합니다. 하지만 일단 저런 표현은 문과쪽에서 쓰는 것이고 뉴턴 성님은 기본적으로 그런 표현을 쓰지 않고 란 

식으로 표현을 했지요. 힘이란 물체의 운동량의 변화량이 힘의 크기라고 근데 식을 풀어서 써보면 로써 표현됩니다. 즉, 힘이란 질량을 가진 물체가 속도가 변화한다면 힘을 받는다는 의미로써 해석이 됩니다. 결국에는 똑같은데 벡터표시를 하냐 안하냐에 따라 차이가 있지요.

이제 힘에 대한 기초지식도 세워지기도 했으니 한번 중력에 대해서 들어가볼까요?

 말로 풀어쓰는 것은 귀찮으니 수식으로만 쓸께요. 일단 중력에 관한 식은 

이 식을 풀어보자면 중력이란 두 개의 질량을 가진 a, b가 있을 때 서로 잡아당기는 힘을 의미하는데 그 크기는 두 물체의 질량에 비례하고 거리의 제곱에 반비례합니다. 즉, 두 물체의 질량이 크면 클수록 힘은 크고 두 물체 사이의 거리가 멀면 멀수록 힘의 크기는 작게 됩니다

적절하게 그림으로써 중력장에 대해서 설명을 하려고 했는데 한글에 있는 그림을 먹네요. 모든 웹사이트에서요... 수식도 지금 위키피디아꺼 가지고 쓰는 중입니다.

이때부터는 상상력이 필요한데 천천히 서술을 한번 해보겠습니다.

먼저 밀도가 일정한 구를 상상하세요. 그리고 그 밖에 물체를 하나 그려보십시오. 그 물체에 어느정도의 질량이 있습니다. 하지만 구에 비하면 정말 미소한 양이라고 칩시다.

그럼 두 물체는 중력에 의해서 끌어 당기겠지요? 구가 물체를 당기는 힘과 물체가 구를 당기는 힘 두가지가 있겠죠? 하지만 구의 변화량은 너무나도 작고 물체의 변화량은 크겠지요. 그럼 물체가 구쪽으로 들어가는 그림이 될 것입니다. 그것을 화살표로써 표시를 해주세요.

끝나셨다면 이제 구와 물체가 떨어진 거리만큼 다른 위치에 물체를 그려 넣어보세요. 그럼 커다란 원이 하나 생기게 될 것입니다. 그리고 그 물체가 받는 힘의 방향을 그려보세요. 그럼 그것이 중력장입니다.

Determined in this way, the gravitational field around a single particle is a vector field consisting at every point of a vector pointing directly towards the particle.

이런 문장을 가지고 오셨는데 제가 말한 것에 대해서 잘 생각해보면 이 문장의 답이 나와있습니다.

그리고 환경이라는 말을 쓰시긴 했는데 두 물체의 질량이나 거리등이 다르면 확실히 중력의 크기 자체는 변하긴 합니다. 하지만 중력이 벡터임은 변함이 없어요. 그리고 한국 위키피디아에도 정말 친절하게 다 설명되있네요.

http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A4%91%EB%A0%A5%EC%9E%A5

상대성 이론은 제가 아직 배우질 못해서 죄송합니다....