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중력을 벗어나기 위해선 얼마나 멀리 가야 할까요? - 르네 라우퍼(Rene Laufer)

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    지구 표면에서 6000광년 이상 떨어진
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    블랙 위도우 펄서라 불리는
    빠르게 도는 중성자 별은
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    9시간마다 서로 공전하는
    동반 갈색왜성에
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    방사선을 뿜어냅니다.
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    우리 행성에 서 있는 당신은
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    이 격렬한 움직임의 단순한
    목격자일 뿐이라 생각할지도 모릅니다.
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    그러나 실제로는 중력에 의해
    수조 킬로미터를 거쳐
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    두 별은 당신을
    그들 쪽으로 끌어당기고 있고
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    그리고 당신은 두 별을
    당신 쪽으로 끌어당기고 있습니다.
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    중력은 질량을 가진
    두 물체 사이의 인력입니다.
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    그 어떠한 두 물체든지요.
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    이는 우주에 있는 모든 물체는
    서로 끌어당긴다는 것을 의미합니다.
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    모든 별, 블랙홀
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    인간, 스마트폰 그리고 원자도
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    끊임없이 서로를 끌어당깁니다.
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    그렇다면 왜 우리는 수십억의 방향으로
    끌어당겨지는 것을 느끼지 못할까요?
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    바로 질량과 거리 때문입니다.
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    두 물체 사이의 중력을 설명하는
    최초의 방정식은
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    1687년 아이작 뉴턴에 의해
    만들어졌습니다.
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    그 이후 중력에 대한 과학자들의
    이해도는 계속 올라갔지만
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    뉴턴이 만든 만유인력의 법칙은
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    대부분의 상황에서
    여전히 훌륭한 근삿값이 됩니다.
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    그것은 다음과 같습니다:
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    두 물체 사이의 인력은
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    한 물체의 질량에
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    다른 물체의 질량을 곱하고
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    여기에 아주 작은 수인
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    중력 상수를 곱하고
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    두 물체 사이 거리의 제곱으로
    나눈 값과 같습니다.
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    물체 중 하나의 질량을 두 배로 하면
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    그들 사이의 힘은 두 배가 됩니다.
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    거리가 두 배가 되면
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    힘은 1/4만큼이 됩니다.
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    당신과 지구 사이의 인력은
    당신과 지구를 힘의 중심으로 당깁니다.
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    당신이 체중이라 느끼는 힘 말이지요.
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    예를 들어, 당신이
    해수면에 서 있을 때의 힘을
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    약 800뉴턴이라 합시다.
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    당신이 사해로 여행을 갔다면
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    그 힘은 약간 증가합니다.
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    에베레스트산 정상에 올랐다면
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    그 힘은 역시 극소량 감소합니다.
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    더 높이 여행하면 중력의 영향을
    더욱 약하게 할 수 있겠지만
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    절대 벗어날 수는 없습니다.
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    중력은 삼차원 공간에서
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    시간이 더해진 시공간의
    곡률 변화에 의해 발생합니다.
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    질량을 가진 물체 주변이라면
    항상 휘어져 있지요.
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    지구에서의 중력은
    거의 원래의 강도를 유지한 채
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    400km 떨어진
    국제 우주 정거장까지 닿습니다.
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    우주 정거장이 큰 기둥의 꼭대기에
    고정되어 있다면
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    당신은 땅 위의 중력의
    90%를 느낄 수 있습니다.
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    우주비행사가 무중력을 경험하는 것은
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    우주 정거장이 끊임없이
    지구를 향해 떨어지고 있지만
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    다행히 궤도를 도는 속도가 충분히 빨라서
    땅에 떨어질 일은 없습니다.
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    당신이 약 400,000km 떨어진
    달 표면에 있을 때에는
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    지구의 중력은 지구에서 느끼는 것의
    0.03%보다 작습니다.
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    당신이 느낄 수 있는 중력은 오로지
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    지구의 약 1/6 정도인
    달의 중력뿐입니다.
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    더 멀리 여행한다면
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    지구의 중력은 계속해서 감소하겠지만
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    절대 0으로 떨어지지 않습니다.
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    심지어 지구에 안정적으로 붙어있어도
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    우리는 먼 천체들과 가까이 있는 것에
    약하게나마 잡아당겨지는 대상입니다.
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    태양은 0.5뉴턴 정도의
    힘을 행사합니다.
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    스마트폰에서 수 미터 떨어져 있다면
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    당신은 작은 피코뉴턴의 힘을 받습니다.
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    이것은 250만 광년 떨어진
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    태양의 1조배에 달하는 크기를 가진
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    안드로메다 성운과
    당신 사이의 인력과 같습니다.
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    그러나 중력으로부터 벗어날 수 있는
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    한 방법이 있습니다.
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    우리 주위에 있는 모든 질량이
    항상 우리를 끌어당기고 있다면
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    만약 표면 아래로 깊이 터널을 뚫으면
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    지구의 중력은 어떻게 변할까요?
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    구워지거나 찌그러지지 않고
    해낼 수 있다면 말이지요.
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    지구가 완벽하게 둥글다고 가정하고
    만약 그 중심을 파서 들어간다면
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    당신은 모든 방향에서
    동일한 중력을 경험할 수 있습니다.
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    그리고 당신은 무중력 상태로
    정지될 것이고
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    다른 천체로부터의 작은 당김만
    느낄 수 있습니다.
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    따라서 중력을 탈출하려면
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    정면돌파 하는 법밖에 없겠군요.
Title:
중력을 벗어나기 위해선 얼마나 멀리 가야 할까요? - 르네 라우퍼(Rene Laufer)
Speaker:
르네 라우퍼
Description:

전체 강연 보기: https://ed.ted.com/lessons/how-far-would-you-have-to-go-to-escape-gravity-rene-laufer

모든 별, 블랙홀, 인간, 스마트폰 그리고 원자는 중력이라는 하나의 힘에 의해 서로를 끊임없이 끌어당깁니다. 왜 우리는 수십억의 서로 다른 방향에서 끌어당겨지는 것을 느끼지 못할까요? 그리고 우주 안에서 이러한 당겨짐으로부터 자유로운 곳이 있을까요? 르네 라우퍼가 중력의 불가피성에 대해 자세히 설명합니다.

강연: 르네 라우퍼(Rene Laufer)
영상: Ted-ed
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:39

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