안녕하세요?
이곳은 정말 좋은 싸이트입니다.
이렇게나 정성들여 자세한 그림 설명을 하신 관리자님의 노력에 찬사를 드립니다.
아쉬운 것은, 많은 사람들에게는 아무 의문 없이 받아들여 질 수 있는 내용이지만,
저에게는 의문이 생기기 때문에 한 말씀드리려 합니다.
[의문 1: 동시성에서의 의문]
동시성의 설명에 대한 그림과 내용을 살펴보면,
"그러나 아래 우주선 B에서는 사정이 달라진다. 이 우주선은 오른쪽으로 움직이고
있으므로 자기 우주선의 양 끝에서 충돌시 생긴 펄스가 동시에 도달하지 못하고 앞에서
생긴 펄스가 더 빨리 도착한다. 관측자는 자기가 두 사건이 일어난 지점의 중앙에 있는
줄 알고 있는데다가 빛의 속력은 어떤 상황에서도 일정하므로 앞의 충돌이 뒤의
충돌보다 먼저 일어난 사건인 것으로 인식하게 된다. 이 시차는 우주선이 빨리
움직일수록 더 커진다는 것을 위 그림을 반복해서 관측해보면 알 수 있다."
위의 내용이 있습니다.
여기서 중요한 내용은 다음의 내용입니다.
>관측자는 자기가 두 사건이 일어난 지점의 중앙에 있는 줄 알고 있는데다가
>빛의 속력은 어떤 상황에서도 일정하므로 앞의 충돌이 뒤의 충돌보다 먼저 일어난
>사건인 것으로 인식하게 된다.
이제 여기서 한번 생각해 봅니다.
우주선 양끝에서 충돌에 의해 발생된 펄스라는 것을 알고 있었다면,
아니 이미 그런 사실(양끝의 동시적 충돌)이 기정 사실이라는 조건이라면,
우주선 B내의 관측자는 어떻게 관측하게 될까요?
이때에도 이미 기정 사실(동시 충돌)을 무시한 채,
앞의 충돌이 뒤의 충돌보다 먼저 일어난 것으로 인식할 수는 없겠지요?
즉, 사실과 인식의 차이가 있게 될 때,
그 원인은 무엇이고,
물리학에서 탐구해야 할 부분은 어느 쪽 인지요?
[의문 2: 동시성에 대한 설명 의문]
강의 내용을 잠시 인용한다면,
"예를들어 기차가 기적소리를 내면서 앞으로 달려가고 있을때
기차밖에서는 그 기적 소리의 진행속도가 정지한 기차가 내는 기적 소리와 다르게
측정되지는 않을 것이나
기차에 타고 있는 관측자의 경우에는 상황이 달라진다.
기차가 나아가는 방향으로의 기적소리의 진행속도는 느려지지만
반대방향의 경우 더 빨라질 것이다."
이 부분이 마이켈슨-몰리실험의 환경을 생각해야 할 중요한 부분입니다.
또한 "광속불변의 원리"가 무엇인지를 알아야 할 부분이기도 합니다.
"기차가 기적소리를 내면서 앞으로 달려가고 있을때
기차밖에서는 그 기적 소리의 진행속도가 정지한 기차가 내는 기적 소리와 다르게
측정되지는 않을 것이나"
이 설명은 아인슈타인의 "광속일정의 가설"을 설명한 부분이고,
"기차가 나아가는 방향으로의 기적소리의 진행속도는 느려지지만
반대방향의 경우 더 빨라질 것이다."
이 설명이 마이켈슨-몰리실험에서 잘 못 얻어진 결론 부분인데,
지구가 달과 같은 '질점적' 환경인가?
아니면 대기로 둘러싸여 '계"를 이룬 상황인가?
의 구별을 필요로 하는 대목입니다.
이해를 쉽게 하기 위해서,
기차의 내부 관측자와 기차 지붕 위의 관측자로 생각합니다.
(전제조건)속력 v로 달리는 기차의 양쪽 끝에서 동시각에 충돌이 있습니다.
이제 기차 지붕 위의 관측자는 어떤 상황으로 관측할까요?
또 기차 내부의 관측자는 어떤 상황으로 관측할까요?
두 관측자의 차이점이 없을까요?
이것이 그림으로 설명된 내용의 모순점을 알 수 있는 개념입니다.
[의문 3: 시계 맞추기의 의문]
제가 상대성이론을 이야기하는 사람들에게 가장 먼저 주장하는 바가
[지구는 대기로 둘러싸여 있다]
[시각과 시간은 다르다]
[빛이 있어야 볼 수 있다]
라는 3가지 진리는 알고 있어야 한다는 것입니다.
물론 우리나라 초등학교에서 배우는 내용이며,
이것을 알고 있었다면 상대성이론은 없었을 것이라고 장담합니다.
이곳의 시계 맞추기 그림 설명을 보면,
위의 제 주장 중 [빛이 있어야 볼 수 있다] 라는 간단한 진리와 어긋납니다.
원점의 시계에서 어느 시각 t1에 발생된 빛의 파동이 전파된다고 할 때,
그 파동이 도달하는데는 거리에 따른 "시간" t가 걸립니다.
그래서 파동을 접한 시계의 "시각" t1'는 t1'=t1+L/c (L: 파동 반지름) 이 됩니다.
여기서 L/c는 반드시 필요한 량이며, 이것은 빛의 속력 c가 일정하기 때문에
어쩔 수 없이 나타나는 현상입니다.
그러나 이곳 그림 설명에서는 원점의 시계나 그 다음 시계나 모든 시계가
동일한 "시각"을 나타낼 수 있는 것으로 되어 있습니다.
[빛이 있어야 볼 수 있다] 는 것을 알고,
빛이 어느 거리를 가는데는 어느 시간 t가 걸린다는 것을 안다면,
원점의 시계가 12시에 발생한 빛이라면,
첫 번째 파원이 도달한 시계들은 12시라고 읽더라도, 원점의 시계는 12시 1초,
그 다음 파원이 도달한 시계가 12시라고 할 때, 원점 다음의 시계는 12시 1초,
원점의 시계는 12시 2초 .....
이곳 그림처럼 나타내려면,
L/c라는 계산을 감안해야 함을 미리 밝혀 주었어야 합니다.
어떻게 생각하시는지요?
[의문 4: 상대운동의 의미에 대한 의문]
책에도 나와 있듯이 시간팽창을 나타내는 그림이나,
우주선에서의 동시성을 설명하는 그림 그리고 마이켈슨-몰리실험을 포함하여,
가장 기본적인 개념이 좌표변환에서 S계와 S'계라는 "계'의 개념입니다.
따라서 상대성이론을 이해하려면 상대운동이 무엇인지를 먼저 알아야하는데,
관리자님이 생각하시는 상대운동이란 것은 어떤 운동인지요?
관리자님의 주관적 혹은 책에 나온 객관적 개념을 말씀해 주시면 고맙겠습니다.
제가 실례된 점이 있더라도 양해 부탁드리며,
앞에서도 말씀드렸듯이 허심탄회한 의견 교환이 있기를 바랍니다.
어쩌면 우리나라의 과학 꿈나무들의 미래가 달려있다고 생각하시고....
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님이
남겨주셨습니다.
