[002] 상대성 이론 - 아인슈타인 이전

[002]

- 아인슈타인 이전

- 아인슈타인의 특수 상대성 이론

- 로렌츠 변환

- 상대론적 운동량과 에너지

- 일반상대론

의 순서로 상대성 이론에 대해서 알아보자.

 

 

 

[002-01] 갈릴레이 상대성 원리

상대론 하면 아인슈타인이 생각나는게 이제 당연하지만, 시작은 유명한 갈릴레오 갈릴레이 였다.

(갈릴레이 시절에 자동차는 없었지만,) 같은 실험을, 일정한 속도로 움직이는 자동차 안에서 실행 했을때와 정지해있는 자동차에서 실행 했을때의 결과가 같아야 한다. 는 것이 그 내용이고, 이걸 어려운말로 쓰면 책에 나오는 표현이 된다.

 

 

The laws of mechanics must be the same in all inertial frames of reference.

모든 관성계에서 역학의 법칙은 반드시 같아야 한다.

 

 

어려운 말은 빼고, 

한참 달리고 있는 기차를 타고 귤을 던졌다 받나, 대합실에서 기차를 기다리면서 귤을 던졌다 받나 달라지는것 없이 귤은 내 손에 들어온다. 는 정도로 이해하면 좋겠다.

그리고, 이 원리를 가지고 지금도 과학시간에 배우는 상대속도의 개념이 만들어졌다.

 

 

 

 

이 상대속도를 이용하면,
내가 60 km/h의 속도로, 30 km/h 로 달리는 자동차를 향해 갈 때, 거리가 가까워지는 속도와
내가 30km/h 속도로 길가의 가로수와 가까워지는 속도가 같음을 여전히, 너무나 간단한 방법으로 완벽하게 설명 할 수 있다.

“60 - 30 = 30 - 0 = 30”

 

 

 

[002-02] 알 수가 없다.

시간이 흐르고 많은 어려운 실험과 관측들을 시행해보고, 특히 빛에 대한 실험들을 진행하면서 갈릴레오의 상대론으로는 설명이 안되는 결과를 얻게 된다.

맥스웰이 통합한 전기와 자기는 빛의 근원을 알려줬는데, 그렇게 알게된 빛의 속도는 내가 움직이든 정지해 있든 항상 일정하다는 납득이 안되는 사실도 함께 알려줬고,

아무리 큰 에너지로 가속해도 전자의 속력은 언제나 빛보다 느리다는게 실험적으로 밝혀졌다.

하지만, 갈릴레이의 상대속도는 여전히 너무나 잘 맞고 있다.

뭐야이게.

 

 

 

[참고문헌]

주 교재 : Physics for Scientists and Engineers, 9th Edition, Serway/Jewett