틀 끌림

틀 끌림(frame-dragging)은 일반 상대성 이론이 예측하는 현상으로써 질량이 매우 큰 물체가 회전하면 발생하는 중력 효과로 주변의 시공간도 따라서 회전한다는 것이다. 즉, 움직이는 질량-에너지 분포가 시공간에 영향을 주어 관성계에 이끌림 효과를 발생시키게 되는 것을 말한다. 보다 일반적으로 질량-에너지 흐름이 일으키는 효과는 고전 전자기학에서의 개념과 유사한 중력 자성으로 나타낸다.

 역사 
틀 끌림의 첫 번째 수식화는 오스트리아의 요제프 렌제()와 한스 티링()에 의해 이루어졌고, 렌제-티링 효과로 알려져 있다.

 실험 
2004년 4월에, 일반 상대성 이론의 두 가지 예측인 측지 현상 및 틀 끌림의 입증을 위해 미국 항공우주국(NASA)의 중력탐사B 위성이 지구 궤도에 발사되었다.
그리고 2007년 4월에 측지 현상의 측정을 발표하였으며 이후 데이터의 분석을 완료하고서 2011년 5월에 발표한 논문에서 측정의 결과가 틀 끌림 현상을 포함하여 일반 상대성 이론이 예측하는 바와 모두 일치함을 최종 확인하였다.

 수학적 설명 
틀 끌림은 주로 커 계량을 사용하여 유도된다. 이것은 각운동량 J를 가지고 회전하는 질량 M 근처 시공간의 기하를 묘사한다. 즉,

으로써 이때 rs는 슈바르츠실트 반지름

이며 , , 는
다음으로써 주어진다.

M(또는 rs)이 영으로 가는 비상대론적 극한에서, 커 계량은 편원 좌표계에서의 직교 계량

이 된다.
이것은 커 계량에서

으로 쓸 수 있다.
이 계량은 반지름 r과 고도 θ에 의존하는 각속도 Ω를 가지고 동시에 회전하는 관성계와 일치하는데, 이 때 Ω는

와 같다.
이것은 적도 면에서

로 간단히 된다. 그러므로 관성 좌표계는 회전하는 질량 중심에 대하여 그것과 같은 방향으로 회전하는 이끌림 효과를 받게 되는데, 이것이 틀 끌림이다.

 같이 보기 
 마흐의 원리
 상대론적 제트
 중력 자성
 측지 현상
 커 계량

 각주 

 외부 링크 
 NASA RELEASE: 04-351 As The World Turns, It Drags Space And Time 

분류:물리학 개념
분류:일반 상대성이론
분류:중력의 영향
분류:기준틀