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[후기 및 Summary] 중력장 방정식((5)
 서강섭  | 2018·02·06 09:12 | HIT : 157 | VOTE : 12 |
2018년 첫 프로젝트를 조기에 마치고
(아인슈타인 중력장 방정식 이해하기)

촛불시위가 한창이던 2016년 11월 12일(아마도 첫 100만 돌파 시위) 광화문에 나가 교보문고에 들려 골랐던 [서호주]란 책. 일년이 지나서 캘거리 집에 돌아와 다시 잡은 이 책에서 보게 된 아인슈타인 중력장 방정식.
뜬금없이 이 방정식을 이해해 보고 싶었다. 유투브를 검색하니 김현미 선생님의 강의가 눈에 들어온다.
2시간 가까지 진행된 [일반 상대성 중력장 방정식] 강의 판서 내용을 옮겨 적는 데에만 일주일이 걸렸다.
그리고 그 강의내용을 옮겨 적은 종이 15장을 벽에 붙여 놓고 이제는 내 머리속에 이해하며 한장 한장 내 것으로 만들어 가는 방법을 택했다.

수업을 들으며 나오는 미분 적분 행렬 벡터 스칼라등은 공과대학생 시절 대학교 수업에서 들은 내용들이 밑천이 되어 그럭저럭 넘어 갈 수 있었으나,
각종 텐서들, 그리스토펠 기호, 측지선 방정식, 프리드만 방정식, FLRW metric, 슈와르쉴츠의 해 등등 넘쳐나는 새로운 개념들이 나타나며 이것들을 이해하는 것들로 대부분의 중력방정식 이해의 시간을 보냈다.
이 개념들을 이해하기 위해 또다른 검색을 하며 공부를 하다 보니
역시 또다른 공부거리와 사색거리 그리고 흥미거리 들이 연이어 나타났다.
1999년 영화 메트릭스를 다시한번 봐야했고, 난데없는 철학자 비트켄슈타인의 세계관도 알아보게 되고, 중력파 연구소 LIGO의 어마어마 한 기술력에 넋을 놓기도 했다.

중력장 방정식의 이해라는 목표달성을 위해 일년정도의 공부과정을 예상하고 의욕적으로 시작하였다.
예상이외로 좋은 강의들을 찾아내서 순조롭게 진행되는 듯 하였지만 개념이 안 서는 수업 과정에서 많은 것들이 주입식 공부일 수뿐이 없었다.
그리고 슈와르쉴츠의 해를 구하기 위해서 혹은 프리드만 방적식을 유도하기 위해서 끝도 없이 크리스토펠 값과 리치텐서들을 풀어야 했는데 너무나도 힘든 과정이라 이 과정을 생략하자는 마음을 먹으면서 조금씩 나의 의욕도 약해지며 이 프로젝트도 조기에 마무리 하자는 마음으로 이어졌다.
개념만 잡으면 되지 이 힘든 과정을 내가 굳이 격을 필요가 있을까 하는 마음. 이런 편리한 마음이 누구인지는 모르지만 이 힘든과정들을 격였을 과학자들에게 누를 끼치는 것 같은 묘한 마음.
(포기 아니 조기 종료하는 변명도 참 구차하다)

프로젝트를 조기 종료하며 2018년 1월 한달을 장식하며 얻은 중력장 방정식에 대한 나의 이해를 잊기 전에 몇가지로 요약해 본다.

        중력장 방정식 좌변 뒤틀린 혹은 굽은 시공간의 정도 = 우변 에너지의 분포
        중력장 방정식 좌변 아인슈타인 텐서 = 우변 에너지의 분포 (등가원리)
        굽은 시공간에서의 최단 경로로 우주의 물체들이 움직임 = 측지선 방정식
        중력장 방정식을 우주에 적용하면 얻게되는 프리드만 방정식
        중력=가속도
        질량이 시공간에 요동을 일으켜 중력파를 만들고 이것이 중력을 전달한다
        중력장 방정식에 영향을 주는 텐서들 (풀어내는 순서)
  1.Metric Tensor – 곡면 좌표계에서 시공간의 거리
  2.Christoffel – 에너지 운동량 즉 에너지 분포. Metric tensor를 편미분 하여 얻어진다
  3.Ricci Curvature Tensor – Christoffel 기호로 표현 된 시공간 곡률 정보가 포함된 텐서
  4.Ricci Scalar – 곡률을 아예 하나의 Scalar 함수로 만든 상수
        중력에 의한 시간 팽창 – 중력이 강한 곳에서는 시간이 천천히 감 - Metric Tensor time term g00 = 1- (2GM/rC4)
        중력 즉 질량에 의해서 시공간의 휘어진 정도 (Metric Tensor)를 볼 수 있으려면 블랙홀 같은 거대한 질량이 있는 시공간에서나 가능함 – Newtonian Limit

[중력장 방정식 이해에 도움이 된 보물창고 같은 웹 사이트]
우주/자연을 알고싶은 나의 마음은 아래 사이트에서 계속 되리라 생각한다

        박문호의 자연과학 세상 http://www.mhpark.or.kr/
        고려대학교 이종필 교수 일반 상대성 이론 강의
    http://www.kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=1151976



















     
  미토콘드리아  서강섭 18·03·04 174
  [슈와르쉴츠의 해] 중력장 방정식(4)  서강섭 18·02·06 139
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