지금 현재 나작에 글이 올라오면 100명도 안 되는 사람들이 글을 읽는다고 봅니다.

그런데 그 사람들 중에 거의 모두는 저의 물리학 시리즈 글 특히 “상대성이론에 대한 비판글”을 읽고 이렇게 말씀하실 겁니다.

《엽부야. 너가 알 정도면 물리학 전공자들, 더 나아가서 대학교수들이 그런 것을 몰라서 상대성이론을 믿고 추종하겠냐?》 라고요.

과연 그럴까요? 그럼 이왕에 이렇게 된 것 더 나아가 볼까요?

오늘은 물리학 역사상 가장 위대한 식 중에 하나라는 《로렌츠 변환식》에 대하여 다루어 볼 겁니다.

로렌츠 변환식,

그중에 특히 “로렌츠 인자(因子)”나 그 인자를 구하는 과정은 아이쉬타인의 상대성이론에 근간이 되었다고 해도 과언이 아니라고 생각합니다.

지금부터는 문과계통의 일반인들의 정신건강을 위해서 금기시했던 수식이 등장을 합니다. 그러나 피타고라스 정리가 거의 전부이니 별거 아닐 겁니다.^^.

아래는 이동하는 우주선 안에서 천정에 거울을 달아놓고 아래 위로 빛을 쏘아서 직선으로 아래위로 이동하는 빛을 가지고 하는 사고실험(思考實驗)을 이미지화 시킨 것입니다.

L1은 우주선 외부에서 본 빛이 지나간 궤적이고, L2는 우주선 안에서 본 빛의 궤적입니다. 편의상 편도(片道)만 도식화 했습니다.

(향후에 “√(1−v²/c²)”에서 “√”는 “루트를 나타냅니다.)

우선 L1과 L2는 각자 속도(C, √(c²−v²))에 시간(T1, T2)를 곱한 값입니다.
이는 (거리=속도×시간)의 공식에 따른 겁니다.

위에서 주의해서 봐야 할 부분은, 시간이 T1, T2로 다르게 나와 있고, 공식을 내는 과정에서 C=√(c²−v²)가 적용이 되어서 “광속은 불변”이라는 것을 적용해서 방적식을 풀은 결과입니다.

“그 유명한 로렌츠변환식”에서 제일 핵심인 “로렌츠인자(因子)“가 구해집니다.

로렌츠인자 감마() = 1/√1−v²/c² → 이동관성계의 시간지연 인자.

실제 예) 이동관성계시간(T2)={감마()1/√1−v²/c²}×정지관성계시간(T1)

”시간이 커진다는 것은 시간이 느려진다.“라는 것을 의미합니다.

이 인자()는 1보다는 항상 크고, 마이너스는 나오지 않습니다.

이 말은 ”이동 관성계“에서는 ”정지 관성계“보다 항상 ”시간지연(時間遲延)“이 일어난다.

그리고 아무리 ”시간지연“이 일어나도 과거(마이너스일 때)로 돌아가지는 않는다.

이동 관성계의 시간=《 × 정지 관성계의 시간 값》으로 시간지연이 일어난다.

지금까지는 빛의 속도를 고정(광속불변)시키고 로렌츠인자를 구해봤습니다.

그런데 지금부터는 시간(T1, T2)을 고정(T0)시키고, 속도(운동, 이동)에 적용되는 로렌츠인자를 구해보겠습니다.

위에서 로렌츠인자를 구할 때에 인위적으로 광속을 고정시키는 만행(蠻行)을 저질렀지만, 이번에는 임의로 고정시키는 것이 아니고, 실제로 T1과 T2는 같은 값입니다. 그래서 T1, T2를 모두 T0로 쓰겠습니다.

보시다시피 광속불변 전제로 로렌츠인자를 구할 때의 식과 동일하고, 단지 우주선 안의 빛의 속도를 변수 X로 대체를 했습니다.

이 X가 어떻게 구해지는지를 보시면 어떤 학자들도 이의를 제기하지 못할 겁니다.

간단한 방정식이니 이과분들은 직접 풀어 보시기 바랍니다.

그 결과는 우주선 안의 빛의 속도(X)는 광속 C에 ”로렌츠인자의 역수“인 √1−(v²/c²)가 곱해져서 나옵니다.

정리를 하면,

운동 로렌츠인자 감마() = √1−(v²/c²) → 이동관성계에서 운동이 느려지는 인자.

실제 예) 이동관성계 속도(V2)={감마()√1−(v²/c²)}×정지관성계속도(V1)

 이 인자()는 1보다는 항상 작고, 마이너스는 나오지 않습니다.

이말은 ”이동 관성계“에서는 ”정지 관성계“보다 항상 ”속도(움직임, 이동)“이 느려진다. 심지어 빛의 속도도 느려진다.

상대성이론에서는 이것을 시간의 느려짐으로 바꾸어서 ”광속불변”을 말하는 것이다.

그리고 아무리 ”속도 감소“가 일어나도 완전한 정지(값이 0일 때)로 되지는 않는다. 왜냐하면 어떤 것도 빛의 속도를 넘어서거나 같아질 수 없기 때문이다.

이 정도이면 상대성이론에서 시간을 건드린 부분을 의심 정도는 한번 해보는 것이 옳은 것 아닙니까?

실제로 시간지연이나 운동의 느려짐은 개념적으로나 수식적으로나 현상이나 실험적으로 모두 완벽하게 동일합니다.

그러나 이 시간을 건드림으로 인해서 도출된 ”동시성 이론“으로 들어가면 이야기가 완전히 달라집니다.

너무 길어질까 봐 로렌츠변환에 대한 AI와의 대화는 중간 이야기에서 다루겠습니다.

여러분들의 많은 관심이 필요합니다.

모두들 건강하시기를 바라겠습니다.(_o_)