제5권 · Chapter 2: 일반상대론과 우주

1. 중력 = 시공간의 휘어짐

1-2. 시공간이 휘어진다는 것의 의미

만약 중력이 "힘"이 아니라면, 사과는 왜 떨어지는가?

이전 절(1-1)에서 우리는 놀라운 사실을 발견했다. 등가 원리에 따르면, 자유낙하하는 관찰자에게는 중력이 사라진다. 중력은 기준틀을 적절히 바꾸면 "없앨 수 있는" 것이다. 아인슈타인은 여기서 혁명적인 결론을 끌어냈다 — 중력은 다른 힘들처럼 공간 속에서 작용하는 "진짜 힘"이 아닐 수 있다.

하지만 이 말을 들으면 즉시 이런 질문이 떠오른다:

"그렇다면 사과는 도대체 왜 땅으로 떨어지는 거야?"

우리는 날마다 중력을 경험한다. 공을 던지면 포물선을 그리며 떨어지고, 물은 아래로 흐르며, 달은 지구 주위를 돈다. 만약 중력이 "힘"이 아니라면, 이 모든 현상을 무엇으로 설명해야 하는가?

아인슈타인의 답은 이것이다:

사과는 "힘에 의해 끌려가는" 것이 아니라, 휘어진 시공간에서 "가장 자연스러운 길"을 따라가고 있을 뿐이다.

이 말은 처음 들으면 너무 추상적으로 느껴진다. "시공간이 휘어진다"는 것이 도대체 무슨 뜻인가? 걱정할 것 없다 — 이 절에서 우리는 이 개념을 하나하나 풀어나갈 것이다. 놀랍게도, 일상적인 비유와 약간의 상상력만 있으면 충분히 이해할 수 있다.