쌍둥이 역설

소개글

쌍둥이역설, 특수상대성이론

목차

1. 특수상대성이론
2. 쌍둥이 역설

본문내용

1. 특수상대성이론
특수상대성이론은 속도가 빠른 물체일수록 길이수축, 시간지연, 질량증가의 효가가 나타난다고 한다. 얼마만큼 나타나는지를 감마인자라고 한다.
우선, 아래 그림과 같이 버스가 v라는 속도록 오른쪽을 달리고 있다. 버스 안에 탄 사람이 w라는 속도록 걸어가면, v+w의 속도록 움직이게 되는 것이다.

그런데, 별빛을 관측하던 중 이상한 현상이 있었다. 지구의 공전속도는 29km/s로 알려져 있는데, 어떤 별빛을 측정하던지 모두 똑같이 광속인 c의 속도로 관측이 된다. 아래 그림처럼 A와 B란 사람이 오른쪽에서 날아오는 별빛을 측정하면 지구의 공전속도만큼 더 빨라지거나 느려지지 않는다는 것이다.

이런 현상을 보고 광행차가 일정하다고 한다. 왜 먼저 버스의 경우처럼 빛의 속도가 다르지 않고, 항상 일정하는 것인가? 이것에 의문을 품은 과학자가 있었는데, 그는 바로 아인슈타인이었다. 광행차가 일정한것을 근거로 빛은 어떠한 관성계에서도 일정하다라고 말했다. 다시 말해, 버스를 탄 사람이 버스 달리는 쪽으로 후레쉬를 키건, 땅에 서있는 사람이 같은 방향으로 후레쉬를 켜건, 상관없이 그 빛의 속도가 일정하다는 것이다. 이런 원리를 빛의 등가속도 법칙이라 한다. 실제로 이런 빛의 속도를 측정해 보려는 많은 실험이 있었는데, 사실은 빛의 등가속도를 증명하려던 것은 아니었고, 에테르의 존재 여부를 확인하려던 실험이었다. 19C까지 빛은 어떤 매질을 통해 전달 될거라고 믿어왔다. 소리도 공기가 있어야만 전파가 되듯이 빛도 어떤 물질이 있어야 전달될것이라고 믿어왔다. 그 물질이 무엇인지 모르지만, 에테르란 이름을 붙이고, 에터르를 증명하려던 많은 실험이 있었다. 지구는 자전을 하기 때문에 만약에 에테르가 있다면 밀도차이가 생기게 된다. 지구 자전방향과 지구의 중력방향으로 서로 다른 밀도가 형성되기 때문에 빛이 매질을 통해 이동하는 것이라면 두 속도는 달라져야 한다.
이것을 측정했던 과학자들은 두 경의 빛의 속도가 일정해서 에테르의 증명에는 실패하고 말았지만, 오히려 후세 사람들은 이 실험이 빛의 등가속도 법칙을 잘 설명해주는 실험일라고 말한다. 왜냐하면,

참고 자료

없음