특수상대성 이론을 공부하면서 몇가지 사고실험을 해봤는데요,

다들 아시는 사고실험이 먼저였습니다.

한 우주 공간에 y축, x축이 있다고 할때, 

x축 방향으로 광속에 가까운 속도로 등속운동하는 우주선이 있다고 가정하고, 그 내부에 관찰자 A와 우주선 이동방향과 수직된 방향으로 빛을 발사하는 광원이 우주선 내부 최하단에 있으며 우주선 외부에 정지한 상태로 우주선 내부를 바라보는 관찰자B가 있다고 가정해보겠습니다.

우주선 내부의 관찰자 A가 빛이 반대쪽 최상단 벽까지 도달하는데 걸린 시간이 1초라고 측정했고, 광속불변이니 관찰자 B가 관찰한 빛의 경로는 더 길기에 빛이 반대쪽에 도달하는데 2초가 걸렸다고 해보겠습니다

이때는 빠르게 운동하는 우주선 내부의 시간이 지연되어 시간이 외부에 비해 느리게 흘렀다는것을 인지하였습니다


그래서 저는 다르지만 비슷한 사고실험을 생각해 보았는데요

아까와 동일한 환경인데, x축 방향으로 광속에 가깝게 등속운동하는 우주선이 있고, 관찰자 P가 내부에 있습니다. 아까 위 실험에서 광원이 있었던 자리에는 작은구멍이 있습니다.

여기서 우주선이 지나갈 경로 바로 옆에 광원은 외부의 관찰자Q와 함께 정지되어 있습니다.

우주선이 광원 위를 지나갈때, 광원은 구멍을 향해 빛을 쏩니다(x축에 수직한 방향으로)


이때는 시간지연이 반대로 일어나는게 아닐까요??

외부의 정지된 관찰자Q는 빛이 직진하여 우주선 반대 부분에 도달하였다고 보았을것이며, 이때는 직선거리이고, 도달하는데 걸린 시간이 1초라 가정해보겠습니다

내부의 관찰자 P는 빛이 기울어진 상태로 들어왔다고 보일테고, 기울어진 만큼 빛의 이동경로는 늘어났으나 광속은 불변하니, 반대부분에 도달하는데 2초가 걸린다고 가정해보겠습니다.

그럼 이번에는 반대로 광원이 고정되어 있다는 이유만으로 빠르게 이동하고있는 우주선 내부의 시간보다 외부의 시간이 지연된게 아닌가요??


일단 이까지의 과정에서 오류가 없는지가 궁금합니다.



그리고 2번째 실험을 이해해보기 위해 어줍짢은 머리를 굴려본 결과 상대속도?의 개념이 떠올랐는데, 

관찰자Q의 입장에서는 우주선이 빠르게 운동한게 맞으나, 관찰자 P의 입장에서는 자신이 등속운동중이기에 운동중임을 모를 것이고, 오히려 외부의 광원과 Q가 빠르게 운동하고있다고 생각할 수 있지 않은가요?


만약 이 생각이 맞다면, 

K라는 사람이 광속에 가까운 등속 우주선을 타고(시간지연이 5배 정도 일어난다고 생각해보겠습니다)5년 여행을 다녀오면, 

일단 지구에 있던 사람들 입장에서는 K가 빠르게 운동하여 시간지연이 일어났으니 후에 K가 5년 늙어 지구에 복귀하면 

지구인들은 25년이 늙어있을건데, 


반대로 K입장에서는 지구가 광속에 가까운 속도록 운동한것이니, 

K가 5년 여행을 갔다온 이후에 지구에 도착하면 

지구인들은 1년이 늙어있는거 아닌가요? 

그럼 시공간이 붕괴된걸까요??? 

너무 궁금합니다!!

현 고3이고, 상대성이론 어제 배워 많이 부족합니다ㅠ 가르침을 주세요!!