모의고사에 특수상대성 문제가 시간팽창이나 길이수축에서 나오면 거의 맞추는 편인데 이 동시성의 상대성은 종종 틀리곤 합니다. 그래서 위키백과를 찾아보았지요.
'한 관찰자는 기차의 한가운데에 서서 기차와 함께 등속도로 운동하고 있는 관찰자(A)이고, 다른 관찰자는 플랫폼에 서서 기차를 바라보는 관찰자(B)이다. A를 태운 기차의 정중앙이 플랫폼에 서있는 B를 지나가는 순간 기차의 앞과 뒷 부분에 번개가 친다. 이때 기차의 한 가운데에 서 있는 A는 번개가 친 기차의 앞과 뒷 부분에서 동일한 거리에 서 있음을 알 수 있고, 플랫폼에서 관찰한 B도 기차의 중앙에 위치하는 것으므로 번개가 친 기차의 앞과 뒷 부분과는 동일한 거리에 있음을 알 수 있다. 먼저 관찰자 B의 경우에는 동일한 거리만큼 떨어져 있었고, B가 움직이지 않고 있기 때문에 빛의 속도가 일정하다면 앞과 뒤에 동시에 친 번개의 빛은 B의 눈에 동시에 들어와 동시에 일어난 사건이라고 여길 수 있다. 관찰자 A의 경우에는 번개가 치는 순간에는 앞과 뒤와 동일한 거리에 있었지만, 기차가 등속도로 운동하고 있기 때문에 기차의 앞 부분에서 오는 번개의 빛이 관찰자 A에 다가오고 있는 동안에 관찰자 A는 앞으로 다가오고, 기차의 뒷부분에서 오는 번개의 빛이 관찰자 A에 다가오고 있는 동안에 관찰자 A는 앞으로 멀어진다. 즉, 관찰자 A의 등속도 운동 때문에 빛이 진행해야하는 거리가 달라진 것이고, 일정한 속도를 가지는 빛은 서로 다른 시간에 관찰자 A에게 도달하게 된다. 즉 관찰자 A는 번개가 동시에 기차의 앞과 뒤에 친것이라고 생각하지 않고, 약간의 시간적 간격을 두고 친 것이라고 여긴다.'
자, 여기서 든 의문입니다. 만약 위와 같은 설명이 맞다면 기차 안의 관찰자는 빛이 번쩍이는 시간 차이를 측정함으로써 기차의 속력을 측정할 수 있는 것 아닙니까? 그렇게 되면 안되지 않습니까? |
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