수학아카데미

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앞의 글(전승철 차장님)에 길이 수축에 대한 설명이 있습니다.


즉, 관찰자가 보는 움직이는 물체의 길이
= 그 물체가 정지해 있을때의 길이 * f(물체의 속도)

다시 말해서, 물체의 (광속에 대한) 속도비율에 따라서
움직이는 속도가 커지면, 그 물체의 길이는 (정지해 있는 관찰자에게) 줄어든 것처럼 보인다.
는 것이죠.

여기서, 한가지 상상.

로켓이 지상을 출발해서 우주로 날아갈때의 속도를 a km/sec라고 칠때,
만약, 기술이 고도로 발달해서 지금보다 속도가 10배쯤 빨라진다면,
또 기술이 더 발달해서, 속도가 100배쯤 빨라진다면,
계속 빨라져서 움직이는 비행물체의 속도가 광속(300,000km/sec)에 육박하게 된다면...??? 
다음 세대의 발사체는 어떤 모습으로 보이게 될까요?

상대성 이론에 의하면, 속도가 빨라질수록(광속에 가까와질 수록) 길이가 수축한다고 했습니다.
('실제 길이가 줄어든다는 것이 아니라, 정지해 있는 내가 볼때 줄어들어 보인다' 입니다. 헷갈리지 마시길!)
길이 수축은 날아가는 속도가 광속의 거의 99%에 달할때 확연히 달라진다고 합니다.
식으로부터 보면, 길이 수축이 티가 나려면, 10배, 1000배가지고는 어림턱도 없고, 광속에 거의 도달하는 정도의 속도가 필요하네요.

그럼 이때 발사체 모양이 어떻게 보일까요??
즉, 광속에 가까운 연필모양의 거대한 물체가
지구에 (정지해) 있는 내 머리 위를 지나간다면,
이 연필모양의 물체는 어떤 모습일까요??

^^*


1:1 사진 <----------------------------------------------------------------------------> 진행방향으로만 길이수축된 모습

상상해 보시면 아시겠지만,
아주 빨리(광속에 가까운 속도로) 날아가는 연필모양의 물체는 -맨 오른쪽은 (사진은 찌부러졌지만...) -
일반적으로 알고 있는 UFO의 원반!!이 수직으로 날아가는 것처럼 보일지도 모른다는 생각이 들었습니다.
위 사진은 제가 임의로 길이방향으로 5%까지 줄여본 모습입니다. 속도가 빨라지면 얼마나 납작해지려나... 라는 생각에 말이죠.

위 식에 로켓의 속도를 0에서부터 광속에 이르기까지 계속 증가 시켜 계산했더니,
속도가 1000km/sec일때 길이는 0.0000001% 줄어듭니다.
속도가 290,000km/sec일때야 비로서 길이는 55%가 줄어들고,
사진처럼 5% 정도까지 길이방향이 수축되려면, 그 속도는 무려 299,500km/sec가 필요하네요.

물론, 다음은 비약이라는 생각은 듭니다만, 달리 말하면,
고도의 기술을 가진(우리보다 훨씬 빠른 속도로 움직일 줄 아는) 어떤 문명(?있다면)이 보낸 연필모양의 물체가 지구 주변을 (광속에 가까운) 빠른 속도로 지나갈때,
(상대적으로) 정지해 있는 우리는 지상에서 이것을 맨 오른쪽 사진처럼 (일반적으로 알려진 UFO의 90도 기울어진 모습처럼) 관찰하게 되는 건 아닐까??? 라는 상상을 하게 되네요.
물론, 날아가는 연필모양의 비행물체 자체는 납작하게 줄지 않고 길이 변화 없이 날아가고 있습니다. 지상에서 우리가 보는, 광송으로 날며 우리를 지나가는 우주인도 발사체처럼 짜리몽땅하겠지만, 우주인 자신은 원래 키 그대로 입니다. ^^

즐거운 상상놀이 끝에 나온 생각이라...
맞는 생각인지, 아닌지... @#$%$^!@#%%^

PS.
1. 급히 올리다보니 충분히 설명을 하지 못해 부정확하게 표현한 부분이 있었습니다.
이를 박문호 박사님께서 정확한 지식으로 알려 주셔서 정정했습니다. 감사합니다.

2. 이해를 돕고자 나로호를 임의로 로렌스 수축처럼 조작해 보았습니다.(사진)

3. (정지해 있는 관찰자인) 지금 내 눈에 보이는 것은 (그 물체가 가지는 속도에 의한) 단지 그 순간의  모습일뿐!!! 이라는 것을... 상대성이론으로 다시금 생각하게 됩니다. 
 

  • ?
    서지미 2010.08.31 00:21
    석희총무~~^^*
    이런 글을 보면 기분이 좋아지는 거 알아??
    막연한 어떤 내 생각이 아니라.
    구체적인 현상에 대한 생각거리를 제공하기도 하고.공유하기도 하고.
    석희총무의 앎에 대한 열정 그리고 호기심.
    그런모드를 알고 있기 때문에
    글 내용이 더 친근하게 읽혀지기도 하고.
    석희총무 언제 어디서나 화.이.팅~~~
  • ?
    임석희 2010.08.31 00:21
    모든 것이 상대적인 21세기에 왜 빛만 절대속도를 가지는가에 대해서
    왜 빛만 특별 대우를 받는가에 대해 고민한 적이 있습니다. ^^
    빛도 상대적일지 모르는데, 왜 거기에다만 "절대"라는 이름을 붙이는지가... !@#$%5@

    언젠가 어떤 개념하에서는 빛도 상대적이 될 수 있지 않을까 싶고,
    다만, 지금 우리가 우주의 뭔가를 혹은 모든 것들을 정리하기 위해서
    기준점으로 일시적으로 "빛의 속도"를 사용하고 있을지 모른다는 생각도 해 봅니다.

    마치... 쉬는 시간에 운동장에서 마구 놀던 학생들이 몇명인지 편하게 세려면,
    "기준~!!" 이라는 호령과 함께 일사분란하게 학생들이 줄맞춰 서면...
    좀 편하잖아요? ^^
  • ?
    이기두 2010.08.31 00:21
    임석희 총무님의 글에 공감합니다.
    빛의 속도를 절대로 보는 것은 우리가 빛으로 보기 때문일까요?
    더 빠른 입자로 볼수 있다면 당연히 빛은 상대적인 속도로 보일 것이라고 생각합니다.
    광자보다 더 빠른 입자로 사진 찍는 기술이 개발 된다면 빛으로 보는 세상이 얼마나
    잘못된 것인지 알게될 것 같습니다.
    예를 들어 중성미자 !!!
  • ?
    김진형 2010.08.31 00:21
    임총무님, 지식에 대한 열정이 부럽습니다.

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