상대성원리 - 광속불변의 원리에 대해서 질문 [수정, 질문 추가]
광개토대마왕(220.68)
2005-06-15 21:04
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초속 10만 km 의 우주선에서 앞으로 빛을 쏴도 초속 40만이 아니라 그대로 30만이라는 광속불변의 법칙....
이것은 어떤 절대관성계로 기준을 정해야 하는것 같은데....흠...
그렇다면 그 우주선 안에 있는 사람들에게는 그 빛이 초속 20만km 로 보이는건가요?
만약 그 우주선 안에서도 그 우주선 밖에서도 초속 30만 키로미터라면 이건 대체 뭔지....;;;
음......저는 이렇게 생각했습니다.
소리의 속도는 초속 300미터이죠
이것은 파동으로써 소리의 진동이 전해지는 속도이기 때문에, 움직이면서 소리를 내도 이것은 변하지 않는다.
그래서 거의 음속보다 초속 1m 천천히 달리면 소리가 자기앞으로 초속 1m 로 진행되는 것이고. 만약 음속보다 더 빠르다면 자신의 앞으로 간 소리가 자신에게 따라잡혀 쌓여서 충격파라는것이 만들어진다......
자, 이런식으로 생각하면 그 초속 10만 키로미터의 우주선안에서 빛의 속도를 구하는 실험을 하면 우주선 앞쪽으로 쏘아내는 빛은 초속 20만, 자신들 뒤로 가는 빛의 속도는 초속 40만?;;
이것도 아닌데....
그냥 우주선안에서 본 빛의 속도도 30만, 가만히 있는 사람이 본 빛의 속도도 30만이라면........OTL
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자, 조금 더 현실성있게 실험을 구상해봅시다.
지구는 공전, 자전하고 있지요
일단 우주로 나갑니다.
그런다음에 그 우주선을 태양에 대해 똑바로 정지시킵니다. 그러면 우주선에는 지구의 공전속도만큼의 속도차가 있지요.
그런다음에 지구앞, 우주선 앞에 각각 거울을 하나씩 둡니다. 한 300만 키로미터 앞쯤에....
그런다음에......
1. 각각 자신앞의 거울에 빛을 쏴서 돌아오는 시간을 측정한다.
2. 빛이 진행하는것을 보고(?) 그 속도를 측정할수 있는 장치가 있다고 가정하고, 각각의 장소 (지구, 우주선) 에서 자신의 빛과 상대방의 빛의 속도를 측정한다.
3. 결과를 비교해본다.
이러면 어떻게 될까요?
전부 약 초속 30만으로 관찰되죠.
물론 그 시간동안에 지구가 거울쪽으로 가니까, 그동안 움직인 거리도 보정해서 빛이 왕복한 시간을 재야합니다아....
으흠, 전부 같은 결과가 나오나요? 지구의 공전속도에 영향을 받지 않는? 우주선에서 본 지구에서 쏜 빛의 속도도 30만, 자신이 쏜 빛의 속도도 30만, 지구에서 측정한 자신이 쏜 빛의 속도도 30만, 지구에서 측정한 우주선에서 측정한 빛의 속도도 30만? 공전영향없이?
이 세상에서 질량을 가진 모든 물질은 4차원(시간+공간)에서 빛의 속도로 운동을 합니다. 눈에 보이는 3차원공간에서의 빛은 시간축에서 속도가 0이므로 시간이 없습니다. 따라서 어떤 속도로 가는 우주선이든지 빛은 시간이 없으므로 절대적으로 나오지요..
무조건 광속은 일정하다고 생각하면 됩니다.(양자역학 쪽 들어가지 않으면)
만약 3차원에서 절대적 정지를하면 시간축으로 빛의 속도로 시간이 흐른다고 생각하시면 됩니다.
소인배님 양자역학쪽으로 들어가면 광속이 변하나요? 광속이 변화하면 양자역학의 기본 토대가 되는 아인슈타인아저씨의 기본 가정 빛속도 일정의 \'법칙\'이 틀렸다는 말이 되는데...
그 뭐시기냐... 파인만 QED 읽어보세요.
감사^^
양자역학에서도 광속은 안변해요. 광속이 변하지 않는다는게 특수상대론 핵심이구요. 모순을 수정하기 위해 대신 길이나 시간이 변하는 겁니다. 그리고 사실 실제로 움직이는 물체가 그렇게 되는게 아니구요. 관측자가 봤을때 그렇게 보인다는 겁니다. 그러니까 쌍둥이 파라독스도 지구로 돌아오면 변함 없어요. 가고있는 중에만 그렇게 보이는 거에요.
대학에서 물리쪽 전공하면, 역학이나 전자기 맨 마지막에 배웁니다. 양자역학까지는 필요없구요.