60만 킬로미터의 거리에 두 빛이 마주 운동한다고 하자.

제3의 관찰자가 두 빛을 일정한 거리에서 관찰한다고 하자.

두 빛이 제3의 관찰자에게는 몇 초만에 서로 만날까?


상대성이론에 의하면 물체는 그 물체의 속도에 따라 길이수축한다.

관찰자에 대해 v의 속도로 운동하는 관성계에서 운동하는 빛을 관찰할 대

그 빛이 이동한 거리와 시간이 어떻게 변하는지를 나타내는 식이 로런츠 변환식이다.

이 때 빛이 이동한 거리는 수축되어 보이고 빛이 이동한 시간은 늘어나는 것으로 관찰된다는 것이다.


로런츠 변환에서는 빛이 v 속도로 운동하는 다른 관성계의 내부에서 운동하는 것으로 설정되어 있다.

하지만 빛이 다른 관성계의 내부를 운동하는 것가 아니라 빛을 하나의 관성계로 본다면, 빛도 하나의 물체가 되는 것이다.

빛도 물체라면 공간이 길이수축해야 한다.

로런츠 인자는 빛의 속도를 적용하면 무한이 되므로 길이가 무한히 수축해야 한다.

그러면 관찰자가 빛을 보면 공간이 사라진다.

일상적으로 우리는 빛을 볼 때 공간이 사라지지 않는다는 것을 안다.

따라서 빛의 경우 길이수축이 적용되지 않는다.

60만 킬로미터는 여전히 60만 킬로미터의 거리로 있다.

따라서 제3의 관찰자에게 두 빛이 서로 만나는데는 1초가 걸린다.

그런데 두 빛 당사자에게는 두 빛이 만나는데 얼마의 시간이 걸릴까

상대론적 상대속도 식에 의하면 두 빛은 상대속도가 c이다.

두 빛의 관점에서는 길이수축을 하지 않는 것일까?

위에서 제3의 관찰자에게 빛에 의한 길이축이 일어나지 않는다는 것을 살펴보았다.

두 빛 당사자에게도 길이수축은 일어나지 않아야 논리적으로 일관성이 있다.

그러면 두 빛 당사자에게도 60만 킬로미터는 여전히 60만 킬로미터이다.

그런데 상대론에 의하면 관찰자 자신은 정지해 있는 것이 되고

마주오는 빛이 300,000 km/s의 상대속도로 운동하므로

빛의 관점에서 마주오는 빛과 자신이 만나는데 2초가 걸린다.


이 때 시간지연을 적용시키면 로런츠 인자가 무한이므로 시간이 무한팽창해야 한다.

시간지연이 적용되었다면 빛의 경우 무한이라는 시간이 되어야 하고 이 무한의 시간은 관찰자가 관찰대상인 빛을 관찰한 시간이다.

하지만 길이수축이 적용되지 않는데 시간팽창만 적용된다는 것은 논리적으로 일관성이 없다.

로런츠 변환에서 길이수축과 시간팽창은 함께 수반되는 현상이기 때문이다.

빛에 관한 일상의 관찰 결과에 따르면

길이수축과 시간지연은 적용될 수 없다.


광속불변의 원리에 따르면 제3의 관찰자에게는 1초가 걸리는데 두 빛 당사자는 2초가 걸린다.

고유시간이 물체의 관성계의 시간인데 빛 당사자 관성계의 시간은 2초이고

관찰자의 시간은 1초이므로 시간지연이 아니라 오히려 그 역현상이다.


당사자에게 2초가 걸리는 것이 제3의 관찰자에게는 1초가 걸리는 것은 인과율 위반이다.

인과율 위반이란 원인이 없는데 결과가 있다는 것은 오류라는 것이다.

1초의 시점에 당사자인 두 빛이 만나는 사건이 없었는데 제3자가 관찰한다는 것은 오류라는 것이다.


따라서 광속불변은 오류이다.


그러면 올바른 계산법은 무엇일까

두 빛 중에서 관찰하는 빛은 자신이 가만히 있는 것처럼 느껴질 수는 있다.

하지만 분명 두 빛은 동시에 마주보며 운동하고 있다.

관찰하는 빛이 상대방 빛을 향해 운동하고 있다면 자신의 운동에 의해 1초동안 30만 킬로미터의 거리가 줄어든다.

상대방 빛은 거리가 30만 킬로미터가 줄어들므로 나머지 30만 킬로미터만 운동하면 상대방 관찰자 빛과 만난다.

따라서 두 빛이 만나는 데 1초밖에 걸리지 않는다.

즉 관찰자 빛은 자신이 정지해 있는 것으로 느껴지지만 실제로는 운동하고

그 운동에 의해 거리가 줄어들고 상대방 빛은 줄어든 거리만 운동하면 된다.

정지해 있는 것으로 보인다고 실제로 정지해 있는 것이 아닌 것이다.

이 때 빛의 상대속도는 관찰자 빛이 운동하여 줄어든 거리와 상대방 빛이 운동하여 줄어든 거리를 합한 거리

60만 킬로미터 나누기 시간 1초이다.

즉 600,000km/s이다.

빛의 상대속도는 항상 c가 되지는 않기 때문에 광속불변은 오류이고 그에 따라 로런츠 변환은 오류이다.