카오스재단

답변완료

루디 선생님, 우리가 빛의 속도로 운동한다고 가정하면 아인슈타인의 상대성원리에 의해 시간은 무한히 느려지고 공간은 (운동방향으로) 축소할 것입니다. 역시 상대성원리에 의해 빛의 속도로 운동하면서 다른 빛의 속도를 측정한다면 그 역시 광속 c로 측정되어야 하는데 무한히 짧아진 공간에서 어떻게 속도(=거리/시간)라는 게 있을 수 있는지요?

답변내용

아인슈타인도 \'빛으로 운동하면서 다른 빛을 본다면 어떻게 될까\'라는 문제를 갖고 고민했고 그것이 바로 특수상대성이론을 생각해 낸 계기였다고 말했습니다. 님의 질문에 대한 답은 바로 ‘상대성’이라는 말 속에 포함되어 있고 이것이 상대성원리를 이해하기 힘든 이유이기도 합니다. 즉 우리가 빛에 가까운 속도로 움직이는 기차에 타고 있다 하더라도(실제로 빛의 속도로 움직이는 것은 무한대의 에너지가 필요해서 불가능합니다) 기차 내에서는 가속도만 없다면 정지하고 있는 경우의 모든 물리 법칙이 동일하게 적용됩니다. 외부의 관찰자가 보았을 때에만 자신의 시계보다 기차 안의 시계가 천천히 가고 길이가 짧아져 보이는 것입니다. 그리고 그 이유가 바로 광속이 불변이기 때문인 거죠. 즉 광속이 운동에 상관없이 ‘c’의 값으로 측정되어야하기 때문에 시간은 천천히 가고 길이가 짧아지는 것이고 이것이 바로 특수상대성원리가 말하는 바입니다. 따라서 아무리 빠른 속도로 운동하더라도 우리는 정지해 있을 때처럼 속도를 측정하고 거리와 시간의 개념을 동일하게 적용할 수 있는 것입니다.

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