이 글 원본은 제 블로그입니다. <div><br></div> <div><a target="_blank" href="http://nacture.kr/60" target="_blank">http://nacture.kr/60</a><br></div> <div><br><div>오유 연예게시판과 과학게시판에 똑같은 글을 올려놨는데...</div> <div>어떤 게시판이 더 반응이 좋을지도 궁금하네요</div></div> <div><br></div> <div><hr></div> <div><br></div> <div><br></div> <div><div>영화 인터스텔라를 보면 중력이 매우 큰 블랙홀 근처를 다녀온 아빠 쿠퍼가 딸 머피보다 젊은 상태로 재회하는 장면으로 끝납니다.</div> <div>저는 물리학 전공자이고, 당연히 제 친구들도 대부분 이과 출신입니다.</div> <div>그런데도 불구하고 인터스텔라를 본 친구들은</div> <div>"시간이 늘어나고 줄어들기도 하면 과거로의 시간여행도 가능한거 아냐?"</div> <div>라는 질문을 시작으로 혼돈의 카오스를 열곤 합니다.</div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/h7MKpjs.jpg" width="592" height="348" alt="http://i.imgur.com/h7MKpjs.jpg" style="border:none;" filesize="33546"></div><br></div> <div>아무리 이과출신이래도 쓸모없는 녀석들이 존재한다능...</div> <div><br></div> <div>실제로 인터스텔라의 주인공인 쿠퍼도 이런 말을 하죠</div> <div>"어쩌면 운 좋게 블랙홀을 통과해서 과거로 돌아갈 수 있는 방법이 있지 않을까?"</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/x0c08IW.gif" width="480" height="270" alt="http://i.imgur.com/x0c08IW.gif" style="border:none;" filesize="4519334"></div><br></div> <div><br></div> <div>무려 나사에서 일했을 정도로 실력있는 과학자인 쿠퍼조차 과거로의 시간여행이 가능하지 않을까 하는 망상을 할 정도로 상대성 이론은 사람을 엄청나게 헷갈리게 만드는 이론입니다.</div> <div><br></div> <div>그리고 이어지는 브랜든 박사의 대사</div> <div>"시간은 상대적이라 늘어나거나 줄어들 수는 있지만 과거로 거슬러 갈 수는 없다!"</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/BQ1EgcX.gif" width="480" height="270" alt="http://i.imgur.com/BQ1EgcX.gif" style="border:none;" filesize="3414779"></div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>물리학자인 브랜든박사는 역시 상대성 이론을 제대로 이해하고 있네요</div> <div>상대성 이론을 제대로 이해하면 위와 같은 결론을 낼 수 있습니다.</div> <div>그런데 문제는 제대로 이해하기가 그리 쉽지 않다는 것이죠.</div> <div><br></div> <div>하지만 저는 오마이걸 팬인 미라클입니다.</div> <div>(미라클은 오마이걸 팬덤 이름입니다)</div> <div>미라클에게 기적은 그저 일상과 같은 존재!!</div> <div>예체능과 문과 출신에게도 상대성 이론을 이해시킬 기적을 일으켜보도록 하죠!</div> <div>이 글을 읽으신 분들은 이제 상대성이론도 제대로 이해하지 못하는 공대생들에게</div> <div>"너네는 문과출신인 나보다 더 상대성 이론을 모르냐??"</div> <div>하면서 놀릴 수 있게 될것입니다.</div> <div><br></div> <div>다만 제 설명은 교과서나 물리 전공서적이랑 설명 순서가 좀 다릅니다.</div> <div>여러 현대물리 전공서적을 살펴보면 상대성이론을 설명 할 때 특수상대론의 기본 가설부터 시작해서 수학적으로 접근하는데 제 생각에는 상대성 이론이 일반적인 상식을 벗어난 사고방식이 필요하기 때문에 시공간에 대한 기존의 개념을 다 깨부순 뒤에 이론설명을 하는 것이 더 받아들이기 쉬울 것 같다고 생각해서 순서를 바꿔보았습니다.</div> <div><br></div> <div>시공간에 대한 경험적 사고방식을 완전히 버리지 않고 수학적으로 공식만 전개하면 수식에 담겨진 의미가 뭔지 감도 잡기 전에 완전히 헷갈려서 뒤죽박죽 호박죽이 되기 때문에 순서를 좀 바꿨습니다.</div> <div><br></div> <div><br></div> <div><font size="6"><b>1. 동시성의 붕괴</b></font></div> <div><br></div> <div>상대성이론을 받아들이려면 "동시에 일어난 사건" 이라는 개념부터 버려야합니다.</div> <div>예를 들어, 오마이걸의 인사법을 생각해봅시다.</div> <div><br></div> <div>오마이걸의 인사법은 리더가 "둘 셋" 하고 신호를 하면 모두 함께 "찾았다! 오마이걸" 을 외치는 것입니다.</div> <div><br></div> <div>즉, 리더의 신호를 8명의 멤버들이 "동시에" 듣고, "동시에" 찾았다 오마이걸을 외치는 것이지요.</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/ftpuZ3v.gif" width="500" height="281" alt="http://i.imgur.com/ftpuZ3v.gif" style="border:none;" filesize="6045164"></div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>인사를 하는 오마이걸이나, 그걸 지켜보는 미라클이나...</div> <div>멤버들이 "동시에" 찾았다 오마이걸을 외쳤다는 사실에 딴지를 걸 사람은 아마 없을것입니다.</div> <div><br></div> <div>그런데 말입니다.</div> <div>이런 당연하게 받아들여지는 생각을 버려야만 합니다.</div> <div><br></div> <div>우선 사고실험을 위해 오마이걸의 리더와 막내를 우주공간에서 서로 아주 멀리 떨어뜨려 보겠습니다.</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/vFbE7Fk.gif" width="500" height="94" alt="http://i.imgur.com/vFbE7Fk.gif" style="border:none;" filesize="276423"></div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>얼마 안 떨어진것 같아도 엄청 멀리 떨어진 거라고 칩시다!</div> <div><br></div> <div>그리고 효정이랑 아린이의 정 중앙에 텔레파시 능력자 진이를 소환합니다.</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/EEzdRpf.gif" width="500" height="94" alt="http://i.imgur.com/EEzdRpf.gif" style="border:none;" filesize="39726"></div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>진이가 "둘셋" 신호를 보내면 그 신호는 효정이와 아린이에게 "동시에" 도착하겠죠?</div> <div>왜냐하면 진이랑 효정이 사이의 거리와 진이랑 아린이 사이의 거리가 똑같으니까요.</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/BuK9ghx.gif" width="500" height="99" alt="http://i.imgur.com/BuK9ghx.gif" style="border:none;" filesize="53989"></div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>효정이와 아린이는 "둘셋" 시그널을 수신한 "즉시" 찾았다 오마이걸을 외칠겁니다.</div> <div>그럼 효정이와 아린이의 목소리는 진이에게 "동시에" 도착할것입니다.</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/9cScpBo.gif" width="500" height="112" alt="http://i.imgur.com/9cScpBo.gif" style="border:none;" filesize="62179"></div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>진이 입장에서는 진이가 효정이랑 아린이한테 동시에 신호를 보냈는데 대답이 한참 있다가 도착했다고 생각하겠죠?</div> <div>그런데 효정이랑 아린이가 대답한 신호는 같은 거리만큼 이동해서 진이한테 도달했기 때문에 효정이랑 아린이의 대답이 똑같이 늦게 도착했다고 생각 할 것입니다.</div> <div><br></div> <div>그런데 말입니다.</div> <div>이 상황을 효정이랑 아린이도 진이랑 똑같이 받아들일까요?</div> <div>그렇지 않습니다.</div> <div><br></div> <div>효정이 입장에서는 진이의 "둘셋" 신호가 도착하자마자 동시에 "찾았다! 오마이걸"을 외쳤다고 생각 할 것입니다.</div> <div>그리고 효정이가 자기는 "찾았다! 오마이걸"을 제때 잘 외쳤다고 생각하는데 아린이는 타이밍을 놓쳐서 자기랑 동시에 외치지 못했다고 생각하겠죠?</div> <div>아린이가 외친 "찾았다! 오마이걸"은 시간이 지난 다음에서야 효정이한테 도착할 것입니다.</div> <div><br></div> <div>반대로 아린이 입장에서는 자기는 타이밍 잘 맞춰서 "찾았다! 오마이걸"을 외쳤다고 생각하고, 효정이가 실수 한 것이라고 생각하고 있겠죠?</div> <div><br></div> <div>각자의 입장을 움짤과 표로 정리해보면 아래와 같습니다.</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/VsOL9Vk.gif" width="500" height="112" alt="http://i.imgur.com/VsOL9Vk.gif" style="border:none;" filesize="281695"></div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/guYSsH7.png" width="800" height="188" alt="http://i.imgur.com/guYSsH7.png" class="chimg_photo" style="border:none;" filesize="57861"></div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>이번 글에서 말씀드리고 싶은 핵심은</div> <div><br></div> <div><font size="5"><b>"한가지 사건도 각자 받아들이는 순서가 다를 수 있다!"</b></font></div> <div><br></div> <div>이것입니다.</div> <div><br></div> <div>즉, 누군가에게는 "동시에" 벌어지는 사건이 관찰자의 위치에 따라서 "시간차"가 생길 수 있다는 것이죠</div> <div>그런데 이 때 중요한 것은 "원인"과 "결과"의 시간차이는 0초까지 수렴 할 수는 있지만, 절대로 결과가 원인보다 먼저 일어나는 관찰은 존재 할 수 없습니다.</div> <div><br></div> <div>물리에서는 이것을 "인과율(causality)"이라고 하는데요, 만약 상대성 이론을 제대로 이해하지 못한 사람이 수식을 전개해서 결과를 도출했는데 그 결과가 인과율을 위반해서 시간순서가 뒤죽박죽 호박죽이라면 이 결론은 명백히 틀렸다고 생각하고 다시 문제를 풀게 만드는 안전장치 역할을 하기도 합니다. 상대성 이론이 아무리 헷갈려도 무엇이 원인이고 무엇이 결과인지는 쉽게 알 수 있거든요.</div> <div><br></div> <div>오늘은 여기까지 설명할게요</div> <div>2편도 최대한 빨리 쓰긴 할건데...</div> <div>저도 일개 대학원생인지라... 노예생활중이라서... ㅜ.ㅜ</div> <div><br></div> <div>암튼 마무리는 옴순이들 귀여운 사진으로...</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/M4KMTji.gif" width="580" height="348" alt="http://i.imgur.com/M4KMTji.gif" style="border:none;" filesize="5114745"></div><br></div> <div><br></div> <div><br></div> <div>다음 글에서 다시 만나요~~~</div> <div><br></div> <div> <div style="text-align:left;"><img src="http://i.imgur.com/5f0kKDw.jpg" width="740" height="440" alt="http://i.imgur.com/5f0kKDw.jpg" style="border:none;" filesize="91816"></div><br></div> <div><br></div></div>