Useless Blog by kira

뜬금없이 왠 상대성 이론인가?! 라는 물음이 생기겠지만.. 그냥 봅시다!!

아인슈타인에 의해 탄생한 상대성 이론은, 뉴턴 이론의 근간인 시간 및 공간은 절대적이다!!

의 개념에 반하는 이론이다. 즉 시간도 관찰자의 위치에 따라 느리게 갈수도 빠르게 갈수도 있다는 의미.

남자들은 이미 다 경험하지 않았는가? 군대에서의 시간을 생각해보라!! 그게 어디 사회에서의 시간인가!!

라는건 훼이크고;;(사실 그랬던건 맞지만..ㅎㅎ)

일단 상대성 이론의 가장 근본이 되는것은 "빛의 속도는 불변이다" 라는 것이다.

다른건 모두 상대적으로 변할수 있어도, 빛의 속도만큼은 누가 봐도 똑같다는 거다.

이것에 대한 증명은 몇가지 있으므로 알아서 찾아보도록!!


자 그럼 빛의 속도가 불변이란것을 진리로 일단 받아들인 후 다음의 경우를 생각해 봅시다.

길이가 30만 킬로미터(빛이 1초간 가는거리)의 우주선이 있다고 생각해 봅시다.

이 우주선이 광속과 같은 속도로 지구에서 멀어지고 있습니다.

>=====================>  이게 길이 1광년의 우주선이고, 좌우가 아닌 윗방향으로 추진하고 있다고 보면, 

우주선 안의 관찰자가 보면, 0초에서 우주선 끝에서 출발했던 빛 입자 한개는 1초 후에 우주선 끝까지 왔을겁니다.

하지만 지구의 관찰자가 이 빛 입자를 똑같이 관찰했다고 해봅시다.

그럼 이 빛은 아래와 같이 움직인 것으로 보일 것이고, 가로 세로 길이는 동일하게 1광년입니다.
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그럼 벡터의 합에 의해서 지구 관찰자가 봤을때 빛의 이동거리는 1.414광년이 되겠지요?

자 같은 1초동안 봤는데 왜 빛이 이동한 거리가 달라지는걸까?

다들 알다시피 속도란 이동 거리를 시간으로 나눈겁니다.

빛의 속도는 언제 어디서나 동일하다는 최초의 가정을 떠올려 보면,

이동거리도 두경우 모두 동일할수 밖에 없습니다. 같은 운동을 다른 관찰자가 봤을 뿐이니까..

결론은"시간이 달라졌다"가 됩니다. 시간은 언제나 똑같이 흐른다는 뉴턴의 생각이 잘못되었다는 반증!

그럼 어느쪽의 시간이 달라진걸까요? 지구 관찰자가 봤을때 더 많이 이동한 것으로 보이기 때문에,

a) 지구의 시간이 빨라졌다
b) 우주선 안의 시간이 느려졌다

둘중의 하나가 되는데, 결론부터 말하자면 상대성 이론에서는 둘다 맞습니다.

우주선 안에서 보면 지구시간이 빨리 간것으로 보이는거고, 지구에서 보면 우주선 안이 느려진걸로 보입니다.

하지만 위의 경우는 도플러 효과등등 기타를 모두 무시하였기 때문에 시간이 좀 느려진다~ 정도가 되지만,

실제로 여러 물리적 효과를 곁들이면, 광속으로 움직이는 물체 내부의 시간은 0으로 보이게 된답니다.
(이건 뭐 나도 자세히 왜 그렇게 되는지까진 모르겠음)

그럼 광속보다 빠르게 움직이면? 시간이 거꾸로 흐르지 않을까? 라는 것이 타임머신의 이론이 되는겁니다.

하지만 이는 어떠한 물체도 광속보다 빠르게 움직일 수 없다는(20%정도가 한계라고 함) 가정에 위반될뿐더러,

행여 그런 뭔가를 개발했다고 해도 과거로 가는 타임머신이 될수가 없습니다.

흔히 영화나 미드등에 등장하는 개념의 과거로 가는 타임머신이 되려면,

우주선 안의 시간이 -가 되야 하는게 아니라, 지구의 시간이 -가 되야 하기 때문이지요.

하지만, 속도가 빠르면 빨라질수록 지구의 시간은 빠르게만 갑니다.(우주선 관찰자 시점에서)

광속으로 외계에 나갔다가 한 1년만에(우주선 시간기준으로) 지구에 돌아오면 10억년이 흘렀다든지

이렇게 되는겁니다. 결국 미래로는 갈수 있지만 과거로는 갈수가 없다는 의미가 되는것!!