34 일반상대성이론

— 중력을 지운 아름다움

34.1 문제

뉴턴의 중력은 강력했다. 행성의 궤도를 예측하고, 조수를 설명했다.

그러나 하나의 질문이 남았다:

중력은 어떻게 빈 공간을 건너가는가?

뉴턴은 답하지 않았다. “나는 가설을 만들지 않는다(Hypotheses non fingo).”

아인슈타인은 중력을 지웠다.

자유낙하하는 엘리베이터 안에서 사람은 무중력을 느낀다.

중력이 사라진 게 아니다. 중력과 가속도가 구별되지 않는다는 것이다.

등가원리: 중력장 안에 있는 것과 가속하는 것은 구별할 수 없다.

이 순간, 중력은 “힘”이 아니게 되었다.

중력이 힘이 아니라면, 무엇인가?

아인슈타인의 답: 시공간의 곡률.

질량은 시공간을 휘게 한다. 물체는 휘어진 시공간에서 가장 직선적인 경로를 간다. 그것이 우리 눈에 “떨어지는 것”으로 보인다.

\[G_{\mu\nu} = 8\pi T_{\mu\nu}\]

왼쪽은 시공간의 곡률. 오른쪽은 물질과 에너지의 분포.

물질이 시공간에게 어떻게 휘어야 하는지 말하고, 시공간이 물질에게 어떻게 움직여야 하는지 말한다.

일반상대성은 중력을 넘어섰다.

하나의 원리가 우주 전체의 구조가 되었다.

일반상대성이 아름다운 이유:

아인슈타인은 중력을 설명하지 않았다. 중력이라는 개념 자체를 제거했다.

남은 것은 순수한 기하학뿐이다.

가장 아름다운 이론은 설명해야 할 것 자체를 없애버린다.

→ 004_principia_geometry.md — 뉴턴: 중력은 그려졌다 → ../ideas/019_causality_question.md — 인과관계에 대한 의문