2-2. 중력 적색편이 — 중력이 강하면 시간이 느려진다 (GPS와 상대론)
당신의 머리카락은 발끝보다 더 빨리 늙고 있다.
농담이 아니다. 지금 이 순간, 당신의 머리는 발보다 지구 중심에서 약 1.7미터 더 멀리 떨어져 있다. 일반상대론에 따르면, 중력이 약한 곳에서는 시간이 더 빨리 흐른다. 따라서 머리카락이 있는 곳의 시간은 발끝이 있는 곳의 시간보다 아주 살짝 더 빨리 흐른다. 물론 그 차이는 70년 동안 누적해도 수십억 분의 1초에 불과하지만 — 차이가 존재한다는 사실 자체가 놀랍다.
그리고 더 놀라운 것은, 이 미세한 차이를 무시하면 우리가 매일 사용하는 GPS 내비게이션이 하루 만에 수 킬로미터나 빗나간다는 사실이다.
지금까지의 이야기
앞 절에서 우리는 일반상대론의 첫 번째 놀라운 예측을 만났다. 빛이 태양 옆을 지나면서 경로가 휘어지며, 그 양은 뉴턴의 예측보다 정확히 두 배라는 것이었다. 1919년 에딩턴의 관측이 아인슈타인의 손을 들어주었다.
그런데 일반상대론은 빛의 경로만 바꾸는 것이 아니다. 빛의 색깔(진동수)까지 바꾼다. 그리고 이 현상의 근본 원인을 파고들면, 더욱 충격적인 사실과 마주하게 된다 — 중력이 시간의 흐름 자체를 바꾼다.