아인슈타인이 특수 상대성 원리 논문을 쓴 게 28살 적이었다고 합니다.
지금 여러분은 몇 살입니까? (웃자고 한 얘기입니다.)
속도가 빨라지면 시간이 팽창해서 시계가 늦게 간다고 하며, 실제 실험에서도
측정이 된다고 합니다. 시속(초속 아님) 30 몇 키로 속도로 움직이는 물체 안에서 시간을 재보면
늦게 간다고 합니다. 요즘 시계는 매우 정밀하다 하네요.
궁금한 점은,
우주에서 빠르게 간다는 것이 어떤 의미인 지 명확하게 개념이 안잡힙니다.
지구에서 날아가는 비행기를 보면 비행기가 빨리 날아가지만 비행기에서 보면 지구가 빨리 지나가는 겁니다.
지구 입장에서 날아가는 비행기 속의 시계가 늦게 간다고 하는데, 비행기 입장에서 보면 지구의 시계가 늦게 가야하는 건데
이 부분이 이해가 안갑니다.
수학을 잘하면 수식으로 이해할 수 있겠지만 그렇지 못하네요.
이런 류의 글은 자게에 쓰는 게 좋겠지만 제겐 제법 심각한 거라 질문에 올립니다.
지적 허영을 위한 공부
교양으로 물리의.이해는 들었는데..
그때도 열역학법칙 어쩌고 듣다가 잠들었...
이과도 문과도 아닌 예체능이라..
사실 이런거 관심은 있는데 조금 깊게 들어가면...
머릿속이 대략 멍해지는 현상을 자주 겪습니다..ㅠ
다만 두 물체가 서로 다른 속도로 이동할때 상대적인 속도는 실제 속도와 다르다는 거구요.
속도를 절대값으로 두기 위해 빛의 속도를 기준으로 하고 밫보다 빠른 건 없다는 가설하에 정립된 이론입니다.
에 보면 이런 말이 있습니다.
"정밀한 시간측정이 가능한 원자시계의 출현은 상대성 이론을 실험으로 증명하는데 큰 역할을 했다. 1971년 물리학자 헤이펠과 키팅의 상대성 이론 증명 실험에서 원자시계가 사용되었다. 실험은 총 3개의 동일한 원자시계를 사용하여, 하나는 지상 연구소에 두고 지구 동쪽으로 회전하는 제트 비행기와 서쪽으로 회전하는 제트비행기에 각각 하나씩 두어 세 원자시계의 시간을 비교하는 방식으로 진행 되었다. 실험 결과 지상 연구소의 시계를 기준으로 하여 동쪽으로 회전한 제트기의 시계는 10억분의 59초 느리게, 서쪽으로 회전한 제트기의 시계는 10억분의 273초 더 빨리 흐른 것이 측정 되어 상대성 이론을 실험적으로 증명하는데 성공한 사례가 되었다."
무조건 빠르게 움직인다고 해서 시간이 늘어지는 것이 아니라 반대로 줄어드는 것도 있습니다.
왜 그런가 하면 지구 자전을 고려하면 위 실험이 이해 될 겁니다.
속도만 고려할 것이 아니라 방향도 고려해야 하는 것 아닌가 싶습니다.
(기준 위치에서 상대의 속도를 보는 것이 아니라 절대 위치에서 속도를 보면)
3개의 물체가 각각의 속도를 가지고 움직였고 다시 만났는데 지상에 있는 사람은 정지하고 비행기 2대만 서로 반대로 날아간 것이 아니라
자전의 방향으로 날아간 비행기가 가장 빠른 속도였고 자전의 반대 방향으로 날아간 비행기가 가장 느린 속도였고. 지상의 사람은 중간 속도.
그래서 가장 빠른 비행기의 시계가 가장 천천히 시간이 흐른 것 아닐까요? (3 물체가 우주의 중심에서 멀어지는 방향으로 동일 궤적의 여러번 반복되는 사이클로이드 곡선을 그리며 이동 했는데 자전방향 비행기는 한바퀴 거리를 더 간 경우 반대방향 비행기는 한바퀴 덜 간경우)
이렇게 생각해보면 우주의 중심은 속도가 0, 바깥은 엄청나게 빠른 속도. 중간에 있는 (예를 들어 지구)는 중간 속도로 움직인다고 보면
지구를 기준으로 중심의 시계는 멈춰있는 것 처럼 보일 것이고 바깥쪽의 시계는 엄청나게 빠르게 움직일 것이고.
(중심 근처쪽에서 사는 사람이 시계를 본다면 지구는 시간이 빠르게 흐르고 바깥쪽은 어어어어엄청 빠르게)
해당 지역에 있는 사람은 자신의 공간에 시간이 늘 평소대로 흐르겠지만...
로렌츠 공식으로
빛의 속도에 비해 얼마나 빠르게 움직이고 있나
환산해서 계산해야 하는거 아닌가요???
음 물리는 너무 어려워요...
더 혼돈스럽게 만들 우려가 있네요...
아무튼 짧고 간단하게 표현하자면 비행기가 << 으로 움직이면 지구는 >> 쪽으로 움직이는 것이기 때문에
비행기의 시계가 느려진다면, 지구의 시계는 반대 방향으로 움직이기 때문에 비행기의 시계에 비해 상대적으로 빠르게 됩니다.
만일 비행기의 시계가 빨라지는 방향으로 이동한다면, 비행기 기준에서는 지구는 반대방향으로 움직이기에 시계가 느려지게 되죠.
즉, 반대 방향이므로 시간의 흐름의 방향도 반대가 되는 것입니다.
단순히 빠르게 움직인다고 무조건 느려지는 것이 아닙니다.
쌍둥이중 형이 빛의 속력에 가까운 속력으로 움직이는 우주선을 타고 여행을 다녀왔을때
지구에 남아있었던 동생은 여행을 다녀온 형보다 정말 늙었을까? 라는 거죠
동생의 입장에서는 형이 빛의 속력에 가까운 속력으로 움직였으므로 형의 시계가 느리게 간것처럼 보일테고
속력은 상/대/적인것이라서
형의 입장에서는 반대로 동생이 빛의 속력에 가까운 속력으로 움직여서 동생의 시계가 느리게 간것처럼 보여야 하죠
이 패러독스는 특수상대성이론에서는 너무나 유명한것이고 그만큼 특수상대성 이론을 공격할때 항상 선두에 있었습니다.
결론을 얘기하자면 지구에 남아있던 동생이 여행을 다녀온 형보다 더 늙었습니다.
왜냐하면 형은 빛의 속력에 가까운 속력으로 여행하기 위해 그만큼의 가속도를 겪었기 때문입니다.
(이를 자세히 설명하자면 특수상대성이론뿐만 아니라 일반상대성이론의 필요합니다.)
그리고 현재까지의 실험결과도 이를 뒷받침하고 있으며, 조금 더 피부에 와닿는 얘기를 하자면
GPS위성에서도 일반상대성이론에 기반한 시간 보정을 하고 있습니다.
속도가 상대적이란 부분에서 계속 걸립니다.
아직 rewire가 안됩니다.
지구에서는 빛의속도를 초월하면 아마 붕괴되지 않을까 생각해봅니다. 빛을 초월하고 시간을 초월하고 싶으면 4차원 방식인 우주에서 해결하고 다시 지구로... ㅋㅋㅋ
상대론에서는 동시성이 상대적으로 바뀌게 됩니다. 무슨말이냐면 갑에게는 동시에 일어난 사건 A,B가 을이 보기엔 동시에 일어나지 않은 사건이 되는거죠.
뭐 그나마 이해하기 쉽게 말하자면 사람 두명이 일렬로 서 있다면 앞에서 보면 두 사람이 겹쳐서 보이지만(동시) 옆에서 보면 겹쳐보이지 않는.. 그런겁니다 ㅎㅎ 공간적 3차원을 2차원에 투영할 때 발생하는 문제처럼 시간 차원에서도 동일한 현상이 일어나는 셈이죠.
공부 좀 더 하겠습니다.
지구에서 날아가는 비행기를 보면 비행기가 빨리 날아가지만 비행기에서 보면 지구가 빨리 지나가는 겁니다.
지구 입장에서 날아가는 비행기 속의 시계가 늦게 간다고 하는데, 비행기 입장에서 보면 지구의 시계가 늦게 가야하는 건데
이 부분이 이해가 안갑니다.
인데
질문의 요지에 간단히 답하면
비행기가 하늘에 떠있다하여 지구의속도보다늦을것이라는건 큰오산입니다
하늘에 떠있어도 지구에 있다면 중력의 영향을받고
그렇기에 비행기는 지구보다 더빨리 지나가고있는겁니다 지구와 비행기를 따로볼수가없는겁니다
지구를 제하고 볼려면 비행기는 지구의 중력이 미치지 않는곳에 있어야하는거지요
만약 지구중력의영향권에서 벗어나있고
지구의 공전속도보다 느린 우주비행기를 타고 우주여행을 한다면?
상대적으로 지구쪽의 시간이 느리게 갑니다