[과학상식] - 상대성이론/빅뱅이론/카오스이론/아르키메데스의 원리

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상대성이론(Theory of relativity)

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알베르트 아인슈타인(A. Einstein, 1879-1955)이 정립한 이론으로 관측자의 운동에 따라 시간의 흐름과 공간적 측정이 달라질 수 있다는 이론이다. 

 

물리학에서 상대성이론은 특수상대성이론과 일반상대성이론을 합친 것으로 전자는 아주 빠른 속도, 정확히 말해 광속에 가깝게 운동하는 물체의 운동학(kinematics)에 대한 내용을 담고 있고, 후자는 아주 무거운 물체가 주위에 미치는 힘을 다루는 동역학(dynamics)의 영역이다.

 

* 블랙홀(Black hole) 

일반 상대성 이론에 의해 개념화된 천체로 우주에서 가장 빠른 '빛'조차 빠져나가지 못할 정도로 중력이 강해 검은색으로 보이는 천체이다.

 

 

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빅뱅이론(Big bang theory)

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최초에 우주는 상상할 수 없을 만큼 작고, 높은 밀도와 높은 온도의 한 점에서 시작 했으나 거대한 대폭발이 발생한 이후 끊임없이 팽창하여 현재의 우주가 형성되었다는 우주 탄생이론 중 하나이다.

 

 

 

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카오스이론(Chaos theory)

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무질서하고 불규칙해 보이는 것에도 일정한 질서와 규칙이 존재한다는 것을 설명하는 이론으로 혼돈이론이라고도 한다.

 

이것은 작은 변화가 예측할 수 없는 엄청난 결과를 낳는 것처럼 안정적으로 보이면서도 안정적이지 않고, 안정적이지 않은 것처럼 보이면서도 안정적인 여러 현상을 설명하려는 이론이다.

 

 1961년 미국의 기상학자 로렌츠(E.N.Lorentz)가 기상 모델을 연구하면서 나비효과를 발표하여 이론적 발판을 마련하였고 그 후 활발히 연구되었다.

 

* 나비효과(butterfly effect)

나비효과란 브라질에 있는 나비의 날갯짓이 미국 텍사스에 토네이도를 발생시킬 수도 있다는 비유로, 지구상 어디에선가 일어난 조그만 변화가 예측할 수 없는 변화무쌍한 날씨를 만들어낼 수도 있다는 것을 의미한다.

 

로렌츠의 이러한 생각은 기존의 물리학으로는 설명할 수 없는, 이른바 '초기 조건에의 민감한 의존성', 곧 작은 변화가 결과적으로 엄청난 변화를 일으킬 수 있다는 사실을 보여준다.

 

 

 

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아르키메데스의 원리(Archimedes' principle)

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부력의 원리로 공기나 물과 같은 유체가 가득 담긴 그릇에 물체를 넣었을 때 넘친 유체의 부피와 물체가 뜨려는 힘이 같다는 원리이다.

 

이 원리는 아르키메데스 부력(Archimedean buoyant force)이라고 하며 아르키메데스가 발견했다고 하여 그의 이름이 붙었다. 이는 유체에 잠긴 물체의 형태에 무관하며 유체의 특성에 관계없이 나타나고 그는 물 속에 있는 물체가 실제의 무게보다 가볍게 느껴지는 현상을 설명하는 데 이 원리를 이용했다.