이쪽 끝에서 저쪽 끝까지 빛이 가는데 걸리는 시간이 1초 걸리는 빛시계를 만들자.

당연히 그 빛시계의 길이는 1광초, 즉 30만km의 길이가 되지.


그런 엄청난 길이의 빛시계를 우주선 안에 가지고 간다고? 

실제로는 말도 안되는 상황이지만 사고 실험이라면 언제나 가능하지.


그 엄청난(?) 크기의 우주선이 0.866c의 속도로 등속 운항하고 있어.

그 우주선을 바라보는 외부의 정지 관찰자가 있지.

여기서 0.866c라는 속도, 또는 외부 관찰자가 '정지'해 있다는 상황은 둘 사이의 상대 속도를 말하는 것이야.

이 세상에서 무엇이 절대적으로 정지해 있다는 말은 의미가 없어. 

그저 상대적으로 정지해 있고 상대적으로 0.866c의 속도로 달린다는 상황만 성립한다고,


그건 그렇고,

그 우주선 승객들은 우주선에 설치된 수직, 수평 빛시계를 왕복하는 빛을 보며 시간을 측정할 거야.

우주선 승객들의 입장에서는 수직이든 수평이든 그 길이가 변할 이유도 없고, 왕복하는 주기도 전혀 변함없어.

그래서 그냥 하나만 설치하지  뭐 하러 수직, 수평 두 개나 설치했는지 돈 낭비 하냐? 라고 불만이지. 


그런데 그 우주선을 바라보는 외부의 정지 관찰자에게는 상황이 달라져.

외부 관찰자가 보기에는 특상론에 따라 수직 빛시계와 수평 빛시계는 길이가 달라지거덩.

그런데 아무리 길이가 달라 보여도 변함이 없는 사실이 있어.

빛이 그 두 빛시계를 왕복하는 길이가 같아.

외부 관찰자가 보기에 수직 빛시계는 대각선으로 올라 갔다가 대각선으로 내려오지.

당연히 수직 빛시계 안에서 빛이 움직인 그 총 길이를 측정할 수 있어.

외부 관찰자가 수평 빛시계를 볼 때는 어떨까?

수평 빛시계의 빛이 앞으로 갈 때는 더 멀리 가다가, 뒤로 돌아 올 때는 짧은 거리를 가는 것을 알 수 있지.

그런데 앞으로 가는 긴 거리와 뒤로 가는 짧은 거리를 합하면 수직 빛시계에서 보인 대각선 왕복 길이와 정확히 같아.

당연히 광속 불변의 원칙이지.


이제 외부 관찰자인 내가 그 우주선 안을 엿보고 싶지?

관찰 시점을 변경하면 되. 

외부 관찰자인 내가 내 눈 앞에 보이는 배경에 시야를 고정하면 저 우주선이 휙 하고 지나칠 거야.

그런데 나의 시야를 우주선에 고정시켜서, 그러니까 우주선을 따라서 시야를 이동시키면,

우주선 안의 수직, 수평 빛시계의 거동을 엿볼 수 있어.

그렇게 관찰하면 우주선 안의 수직 빛시계는 그냥 그대로 수직으로 왔다 갔다 해. 가는 시간 오는 시간 같고,

그런데 수평 빛시계는 다르지. 앞으로 갈 때는 느리고 뒤로 복귀할 때는 빠르게 보이는 것이야.
외부 관찰자가 보기에 빛이 갈 때와 올 때 광속이 달라진다는 말이야.

광속 불변 깨진다고? 아니야. 외부 관찰자에게 그렇게 보인다는 것이지 진짜 그렇다는 것이 아니기 때문이야.


그런 현상을 수학적으로 해석한 것이 길이 수축이야.
빛이 갈 때와 올 때의 진행 거리나 속도가 달라지는 현상은 그저 외부 관찰자의 눈에 그렇게 보이는 현상일 뿐이야.

그것 때문에 진짜로!! 실제 길이가 줄거나 하는 것이 아니라는 말이지.


내 눈에 보이는 것이 실제라고 착각하면 큰일 날 수 있어.
내 눈 앞에 사랑스럽기만 한 그 여인이 꽃뱀일 수도 있다고...