(1부 댓글에서 2부 어디서 보냐.. 언제 시작하냐 라는 댓글들이 있길래
글이 많이 올라오지 않는 '과학/오컬트' 게시판에 같이 올리는中.
2부 시작.
'속도는 상대적이다?'
'속도는 관찰자에 따라 변한다'
우리는 이제 이것을 기억하고 다음을 읽어보자.
'모든것은 상대적이다' 라고 앞에서 읽었지만.
정말 유일하게 절대적으로 속도가 변하지 않는 무언가가 있다.
다들.. 기다려온 빛의 속도 이다!
움직이는 자동차는 또 다른 움직이는 관찰자들에 의해 속도가 다양하게 측정이 된다.
다시말해 '속도는 관찰자에 따라 변하는것' 이다.
만약 자동차를 타고 빠르게 나아가고 있는 운전자가 전방을 향해 공을 쎄게던진다면?
그 공의 최고속도는 당연히 자동차의 속도 + 운전자 힘의 속도가 되어 자동차보다 빠른 속도가 된다.
하지만 자동차가 정지해있든 아무리 빨리 달리든 자동차의 헤드라이트에서 나오는 빛의 속도는
자동차 움직임의 영향을 받지 않는다.
'속도가 변하지 않는다' 라는 말은
어떤곳에서 보아도 그 속도가 일정하게 측정이 된다 라는 것이다.
그것이 바로 빛의 속도인데 빛은 1초에 약 30만km로 이동한다 (정확히는 299,792,458 m / s)
분명 속도는 관찰차에 따라 변하는게 맞는데 빛의 속도는 왜 변하지 않을까?
'빛의 속도는 변하지 않는다' 라고한다면 정말 여러가지 의문사항이 생긴다.
그것이 의문이 생기는 이유는..
"속도가 변하지 않기 위해선 다른 무언가가 변해야 하기 때문"이다.
예를들어..
지금 위 그림 가운데는 불빛이 있다.
저 불을 켜는순간.. 불빛은 사방으로 같은 속도로 뻗어 나가게된다.
그렇다면 중앙에 서 있는 사람이 볼때 저 빛은 앞쪽과 뒤쪽중 어느곳의 벽에 먼저 도달할까?
생각할것도 없다. 출발점이 정 가운데 이기 때문에 앞뒤에 똑같이 닿게 된다.
이것은 저 현상을 밖에서 볼때나 저기 앉아 있는 사람이 볼때나 똑같이
양쪽벽을 동시에 건드리게 된다.
하지만 저 우주선이 빠른 속도로 오른쪽으로 이동한다고 생각해보자.
안에 있는 사람은 저 우주선이 어느방향으로든 아무리 빨리 움직여도 양쪽의 거리가 같기 때문에
빛은 앞뒤의 벽을 동시에 건드리게된다. (빛은 우주선의 속도에 영향을 받지 않기 때문에)
하지만 밖에서 볼땐 다르다.
저 우주선이 오른쪽으로 빠르게 이동하고 있다면
엄연히 뒤쪽의 벽에 빛이 먼저 도달해야 논리적으로 맞다.
이것이 정답이다.
이것은 빛의 속도가 변하는것과는 아무런 상관없이
저 우주선이 오른쪽으로 빠르게 이동한다면 뒤쪽의 벽은 계속해서 앞으로 다가오는게 되므로
중앙에서 출발한 빛은 뒤쪽의 벽을 먼저 건드리게 되는것이다.
하지만 엄연히 안에 앉아 있는 사람은 양쪽의 길이가 같기 때문에 동시에 도달해야 맞다.
그럼 이제 여기서 멘붕이 오는것이다.
빛의 속도가 변하지 않으니 안에 있는 사람에겐 동시가 되고
밖에서 볼때는 동시가 아니게 된다는 말이다.
이게 어찌된 일인가..?
그 애매모호한 답을 알기 위해서 여기서 또 한가지 이야기를 해보자.
또... 자동차가 나왔다!
자동차가 멀리서 시속 100km속도로 달려오고 있을때
그 자동차는...
"쌔 ~ 에 ~ 엥!" 하며 사람의 눈앞을 지나간다.
그런데 사람이 아니라 '파리'의 눈에는 어찌 보일까?
실제로 파리의 눈은 사람들의 행동이 느리게 보인다고 한다.
그렇다면 파리의 눈에 시속 100km의 자동차는
"쌔 ~ 에 ~ 에 ~ 에 ~ 엥" 하며 좀더 느리게 지나가게된다.
그렇다면 사람보다 행동이 느린...
나무늘보의 눈에 시속 100km의 자동차는..
"쌩!" 하고 엄청나게 빨리 지나간다.
이것이 정답인데
우주선을 타고 빠른 속도로 달리는 사람과 밖에서 그걸 지켜보는 사람은
'시간이 흘러가는 속도'가 다르다는 것이다.
시간이 다르게 흘러가기 때문에 누구에겐 '동시'이지만 누구에겐 동시가 아니게 된다.
현대 과학에서 '움직임이 시간이 영향을 주는가' 라는 논쟁은 없다.
너무나도 많은 실험으로 인해 증명이 되었기 때문에 명백한 사실이다.
그 최초의 실험은 정밀한 시계 몇개를 빛을 이용해 동시에 켠 후
하나는 제트기 안에 넣고 다른 여러개는 지구 여기저기에 놓았고
그 제트기가 빠르게 지구를 두바퀴 돌고 내려와
동시에 시계를 멈춰놓고 확인해본 결과 제트기에 태운 시계의 시간이 다르다는걸 확인했고
2010년이 넘어서는 더욱더 엄청난..
수십억년에 1초정도 차이밖에 나지않는 초정밀 광학시계로 측정이 가능했는데
그걸로 확인한 결과...
시속 36km로 달릴때 "1경분의 6초" 정도 차이가 나는걸 확인할 수 있었다.
이것은, 실험하기전에 계산했던 그대로를 확인한것이다.
곧이어 상대성이론 3편이 시작된다.!