나도 학부 수준이라 가속계에서의 상대적 운동은 확답을 내릴 수 없으니 물리학 석사과정 이상의 전문가가 있다면 도움을 주길 바라.
1. 일단 9.8 m/s^2 등가속도 운동을 등'가속도' 운동이 아니라 '같은 크기의 힘'을 계속 주고 있는 거라고 생각해보면 좀 이해가 쉬워질꺼야.
출처: http://www.mrelativity.net/TimeEnergy/TimeEnergy.htm
그래프에서 나타나듯, 상대론적 운동 (광속에 가까운 속도의 운동) 에서 일정한 힘을 줬을 때 광속에 다가갈수록 시간이 지남에 따라 속도 증가분이 급격하게 줄어드는 것을 확인할 수 있지.
이 부분에 대해서 왜 그런지 자세히 설명하기 어려우니까 물리학도라면 영문 위키피디아 Energy–momentum relation 항목과 Acceleration (special relativity) 항목을 참조해줘. 나머지는 안타깝지만 그냥 자연이 그렇게 생겨먹었나보구나 하고 넘어가줘. 미안...
2. 댓글중에 광속의 99.999999%로 운동해도 20년동안 14만 광년 밖에 못가는데 어떻게 우주의 끝에 도착하는가 라던가 광속의 99.999999%나 99.999999998%나 큰 차이가 안나니까 오류가 있지 않은가 이야기가 나오는데, 결론적으로는 조건에 따라서 계산상으로는 가능한 일이고 광속의 99.999999%랑 99.999999998%는 어마어마한 차이가 있어.
요즘은 고등학교에서도 배운다는 상대론적 운동에서의 시간 지연을 생각해보자. 문돌이 친구들을 위해 간단히 설명하자면, 빠르게 움직이는 물체는 실제로 시간이 느리게 흘러가. 만약 너가 평생 비행기를 타고 다녔다면, 빠르게 움직이지 않았던 사람에 비해서 (비록 몇 초에 불과하더라도) 더 느리게 흘러간 시간에서 살고 있는거야.
출처: http://www.daviddarling.in-fo/encyclopedia/T/timedilation.html
저 수식을 풀어서 광속의 99.999999%랑 99.999999998%가 얼마나 시간지연의 차이가 나는지 대충 보도록 하자.
(1-0.99999999^2)^(-0.5) = 7071.06781373
(1-0.99999999998^2)^(-0.5) = 158113.876467
즉, 둘 다 똑같이 광속이나 다름 없음에도, 시간이 느리게 흘러가는 정도는 22배가 넘는다는 거야.
거기다 댓글에 쓴 사람들이 아무도 지적하지 않은게 있는데, 지금 우리가 다루고 있는 것은 가속하고 있는 물체야. 상대론적으로 움직이는 물체가 가속을 할 경우의 시간 지연과 거리 수축은 평범한 수준으로 계산하기도, 그 과정을 설명하기도 난해해. 다만 확실한건 같은 속도의 물체라 하더라도 가속중인 물체의 시간은 등속도로 움직이는 물체보다 느리게 흘러간다는 거지.
여기서 위에서 나왔던 '등가속도 운동'에 대해 확실히 정의해줄 필요가 있는데, 아까 말했다시피 물체의 상대론적 질량은 계속 증가하고있어. 만약에 (그리고 아마도) 주어진 조건이 상대론적 질량이 늘어난 만큼 점점 더 많은 힘을 (이러면 애초에 등가속도라 부를 수도 없지 않느냐 싶겠지만, F = ma에서 a = F/m이고 m을 정지질량에서 상대론적 질량으로 바꾸기만 한 것이기 때문에 큰 오류라고 볼 수 없음) 가하는 조건이라면 탑승자의 정지에 가까운 시간이 모여서 수 십년이 되는 동안 점점 더 많은 에너지를 (물론 상상을 초월하는 규모의 에너지겠지) 추진력에 더해서 관측 가능한 우주의 끝에 도달하는 정도의 결과가 나오는 것은 '계산상으로는' 가능하다고 봐.
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다만 나도 의구심이 드는 부분이 있음.
태양이 백색왜성이 되는데 걸리는 시간은 고작(?) 60억년 정도 남은 걸로 아는데, 바깥의 시간이 60억년 흐르는 동안 (외부에서 관측하기로는) 광속에 가깝게 움직인 우주선이 770억 광년을 움직인 것은 조금 이해하기 힘들다. 아마도 상대론적으로 움직이는 물체가 가속중이니까 관측 (상대 속도와 거리 누적) 이 우리가 상상하는 것과 다른 것 때문이 아닐까 싶다.
읽판에 어울리는 글인건 아는데 키배가 개드립에서 난거라 여기다가 올려봄. 문제되거나 틀린 부분이 확인되면 수정할게.
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고오오급물리
근데 우짜죠 gravity나 field 전공하고 싶었는데
한국은 진짜 답없음?
D0GDR1P
빨리갈수록 내 시간은 빨라지고 주변 시간은 느려지니까 밖에서 볼때 속도는 등가속도 운동을 안하지만 달리는 입장에선 하고있는거임
에궁님
크림레몬
에궁님
빛은 그럼 시간개념이 없는건가?
크림레몬
빛 본인을 관측자로 놓고 상대속도를 계산하는게 가능하니까 시간 개념이 없는건 아닐텐데, 잘 모르겠다...
니니닉니닉니
우정잉
크림레몬
그냥 모종의 에너지원이 뿜뿜하고 등가속을 주고있다고 보니까 의도적으로 궤도역학을 배제했음
실제로 우주항해를 한다면 블랙홀에 대고 스윙바이를 하던가 해야지
inst4gram
번죽은 배틀필드1
크림레몬
초성
현자
그르게
관측자와 관측대상에 속도나 중력에 따라 달라지는걸
말해 니가말하는 어떤짓을해도 우리가 사는 세계의 일반물리상식에따라 일어나
만약적용시키려면 니몸을따로분리해서 각각지구에하나
우주로 하나날리수밖에없어
현자
그르게
그건 지구에 있는 일반적인 상황이랑똑같고
지구에서도 니가손을흔들고있으면 손쪽은 시간이 느리게흘러 몸쪽에비해 상대적으로 물론 그차이는 굉장히미비하지
근데 또 관측에서는 문제가 조금달러 두물체 사이에 거리가충분히 멀면 작은속도 차이에도 시간축이 조금 비틀어져서 관측대상의 시간이 굉장한차이로 벌어져
가령 머리에서 지구를 봤을때랑 움직이고있는주먹에서 지구를봤을때 몇백년차이가날수도있어
유저개드립평가BOT
빠른속도로 움직이는 물체와 지구와 또 엄청큰 질량을 가진 물체에서의 시간의 상대성에 대해서는 고려하지 않고
제멋대로 절대적인 시간을 가정해서 비교해버렸기 때문에 모순이 많이 생겼음.
그리고 등가속 운동자체보다는 애초에 가장 극단적인 예시인 처음부터 빛의속도로 움직이는 것에대해 예를 들었으면
등가속운동 자체가 뭔지 몰라서 혼란스러울 일 자체도 없었을텐디...
오다라
F=y^3ma이기 때문에 가속도는 v가 커지면 거의 0으로 수렴해서 저렇게 되지.
NoSugar
니니닉니닉니
구매시불행해짐
크림레몬
자세한건 https://en.wikipedia.org/wiki/Acceleration_(special_relativity) 이걸 참조해봐
구매시불행해짐
보라니친김여사
새로나온그지
우주끝이라는 것도 지구에서 봤을 때 우주 끝이지, 우주선에서 봤을 때 그 거리는 지구 기준에 비해 비약적으로 가까운 거리다.