열차 안에서 점프해보라는 것이 멍멍이 소리인 이유 - 우주 갤러리


위 게시글은 열차 예시가 지구와 동일하다고 보기 어려운 점으로 지구의 대기가 물리적으로 막혀있지 않다는 점을 지적하고 있다.


운동 중인 지구 상의 사람들이 속력 변화를 감지하지 못 하는 이유 - 우주 갤러리


그런데 그게 그렇든 말든 이 글에서 지구 가속도가 0.0344 m/s^2이라 사람이 감지할 수 없는 수준임을 밝혔는데도 상기한 차이점이 도무지 신경이 쓰였나 보다.




열차 실험이 보여주는 것은 정확하게 말해서 지구와 비교했을 때 관성계(등속 직선 운동)에서는 속도(v) 자체가 관성계 내부에서 드러나지 않는다는 갈릴레이 상대성 실험이다.


그런데 현실에서는 완전히 닫힌 계가 아니어도 위와 같이 내부 속도변화가 나타나지 않는 사례들이 있다. 예를 들어, 창문이 열린 기차나 뚜껑이 없는 트럭, 배 갑판 위의 사람, 컨베이어 벨트 위의 사람 등 외부와 물질/복사 교환이 있어도 도약하는 사람과 바닥이 같은 초기 수평속도를 공유하고, 공중에 있는 동안 수평방향의 외력이 작으면 착지점은 여전히 거의 같다.


그러니까 완전히 닫힌 계가 아니어도 이러한 상기한 조건을 만족하면 계 내부의 물체의 도약점과 착지점이 거의 같다.




지구는 엄밀히 말해서 태양복사도 받고 그것의 일부를 우주로 반사하기도 하고, 달과 태양의 중력과 상호작용하니 열린 계이긴 하다.

엄밀히 말해서 가속도 운동도 한다. 그렇지만 그 가속도(다시 말하지만 가속도 말이다 가속도, 항상 운동하고 있는 속도가 아니라 변화하는 속도)가 매우 미미하고 사람과 지면과 대기는 일정 시간동안 거의 같은 속도의 운동 상태이고 위의 조건을 만족하기 때문에 평소에 그 실험과 동일한 효과를 가진다.


이해가 안 된 부분이 있으면 얼렁뚱땅 넘어가지 말고 천천히 읽어라.