상대성이론 - 이메일 및 YTN 게시판 답변(2)
보낸사람: 장은성 imccri@hanmail.net
메일 내용
제가 가능한 상대성이란 어디에서도 시각 개념을 사용하지 않습니다
어느 대목에서 어떻게 사용하는지 정확히 알려 주신다면 고맙겠읍니다
이메일 및 YTN 게시판에 대한 백진태 답변
안녕하세요?
시각 [時刻] 에 대한 개념을 그렇게 쉽게 알 수 있다면 지난 100여년간을 상대론이
유지해 올 수 없었을 겁니다.
그나마 물리학에 관심을 갖고 질문해 주셨으니, 블로그에 이미 올려진 내용을
다시 알려드리지요.
이외의 의문 사항이 있으시면 제 블로그 참조하시기 바랍니다.
저로서는 시간낭비에 불과하기 때문입니다.
지난 40년간 느낀점은 초등학교 산수 과정을 너무 모른다는 것입니다.
이제 설명하는 시각 [時刻] . 시간 [時間] 에 관한 산수책 내용을 먼저 숙지하시기
바랍니다!
[정의]
시각 [時刻] : 흐르는 시간상의 한 순간. 단위는 초(秒), 분(分), 시(時)이다 : [점]
0차원 - 크기도 부피도 없으며 위치만 나타냄.
시간 [時間] 한 시점에서 다른 시점까지의 사이 : [길이]
1차원 - 물체의 한 끝에서 다른 끝까지의 공간적 거리이다.
물리학에서의 길이 : 두 시각(時刻)의 시간적 간격을 시간의 길이라고도 한다.
* 시각은 크기가 없는 점이며, 이것을 나누어도 의미가 없다.
점[點] : [수학] 위치만 있고 넓이도 길이도 없는 것.
길이 : 선(길이)은 두 점 사이의 최단 거리에 있는 점의 집합이다.
시각+시간=시각
시각-시간=시각
시각-시각=시간
시간+시간=시간
시간-시간=시간
# 특히 주의(중요한 개념)
1. 위의 계산에서 “시각+시각”이 없는 것은 물리나 수학적으로 아무런 의미가 없기 때문이며,
물리적으로도 “0+0”의 개념이기 때문에 이런 계산은 없다!
2. 위의 계산을 기호로 나타내면,
시간 [時間] : t
시각 [時刻] : t1, t2
로 나타내며, t에 첨자를 붙인 것으로 시각 [時刻]을 나타내면,
t2 : 사상이 끝난 시각
t1 : 사상이 발생된 시각
일 때, 사상의 발생 시간 [時間] t 는
t = t2-t1
즉, 위의 계산에서 “시각-시각=시간”의 개념이며, 시간을 구하는 기본식이다.
다시 확인하면,
사상의 발생 시간(t) = 사상의 끝난 시각(t2)- 사상의 발생 시각(t1)
으로 쓸 수 있다.
[시각 개념을 사용하지 않습니다]에 대한 답변
이해를 쉽게 하기 위해서 초등학교 산수책 과정을 자세히 설명한 것입니다.
숙지해 두셔야 할걸요?
상대론에서 시각 [時刻]에 관한 개념은 두 군데에 나타나는데,
하나는 Einstein 논문의 초기 설정에 나타나고,
다른 하나는 상대론의 예측효과인 “시간팽창(시간지연)”에 나타납니다.
Einstein 논문은 몰라도, 시간팽창에 관한 것은 상대론의 핵심이므로 특히 중요합니다.
[1] Einstein 논문에서 “시각+시각”의 희한한 계산법
“From the origin of system K let a ray be emitted at the time t0 along the X-axis to x',
and at the time t1 be reflected thence to the origin of the co-ordinates, arriving there
at the time t2 ; we then must have 1/2(t0+t2)=t1 , or, by inserting the arguments of
the function t and applying the principle of the constancy of the velocity of light
in the stationary system:—
위의 내용을 이해하기 위해서는 Michelson-Morley의 계산에서 그 과정을 이해하여야 한다.
“강 하류로 거리 D 만큼 내려가는 데 걸리는 시간은 D/(V+v) 이다. 그러나 되돌아 올 때의
강기슭에 대한 배 B의 속력은 배 자신의 속력 V 에서 강물의 속력 v 를 뺀 것이 되며,
강물에 거슬려서 출발점까지 거리 D를 올라오는데 걸리는 시간은 내려갈 때보다 더 길어서,
D/(V-v) 가 된다”
라는 내용에 대하여 [시각]과 [시간]의 개념을 도입하여 다시 써 보면,
배가 출발점 A에서 강 하류로 출발한 [시각]이 t0 이라고 할 때
목적지인 B 점에 도착한 [시각] t1 은
t1 = t0 + D/(V+v)
가 되며,
또한 B 점에서 [시각] t1 에 출발한 배가 강 상류의 출발점인 A 점에 도착한 [시각] t2 는
t2 = t1+D/(V-v) = t0+D/(V+v)+D/(V-v)
로서, 강 상류의 목적지까지 도착하는데 걸린 [왕복시간] t 는
t = t2-t0 = =[t0+D/(V+v)+D/(V-v)]-t0
= D/(V+v)+D/(V-v)
가 되는데, Michelson-Morley의 계산에서는 [시간]만 표현했던 것이다.
(1) 첫째 오류
Einstein 논문에서
1/2 * (t0+t2) = t1
이라는 것은 (시각+시각)을 2로 나눈다는 내용이 된다.
이것은 (0+0)/2 = 0이라는 우스꽝스러운 계산을 한 것이다.
물론 초등학교 산수책의 시간관계식에도 없는 계산법이다.
(2) 두 번째 오류
1/2 * (t0+t2) = t1
의 계산을 의미없이 숫자 나누기를 한다 해도 t1 이 나올 수 없다.
예를 들어서 서울에서 t0 = 2시 에 대전으로 출발한 자동차가 t1 = 4시 에 도착하여,
다시 서울로 오는데 도로 정체로 인하여 t2 = 8시 에 도착하였다면,
1/2 * (2시+8시) = 5시
가 된다.
잘 보아야 한다.
t1이 몇시였던가? t1 = 4시
계산한 t1은 몇시인가? t1=5시
엉터리 계산의 결과이다.
[2] 교과 내용 중 시간팽창(시간지연)늬 내용
1.6 시간팽창
시간간격 역시 상대운동의 영향을 받는다. 관측자에 대하여 운동하고 있는 시계는
관측자에 대하여 정지상태에 있을 때보다 느리게 시간을 매기는 것같이 보인다.
만약 S계에 있는 우리가 운동상태에 있는 S'계에서 일어나는 어느 사상의 전후
시간 길이를 관찰한다면 우리가 가진 시계는 운동계에 있는 시계에 의하여 결정되는
시간간격 to보다 더 긴 시간간격을 가리킬 것이다.
이와같은 효과를 시간팽창(time dilation)이라고 한다.
시간팽창이 생기는 모양을 보기 위하여, 운동계 S'의 x'점에 시계 하나가 있다고 하자.
S'계의 관측자가 시간을 t1'라고 읽을 때, S계의 관측자는 그 때의 시간을 t1으로
읽는다 하자. 이때 식 t=(t'+vx'/c^2)*k 로 부터
t1 = (t1'+vx'/c^2)*k
의 관계가 성립한다.
운동계의 관측자는 자기에 대한 시간간격 to 후에 자기의 시계가 t2'임을 읽는다. 즉
to = t2'-t1' .....(1.30)
이라고 하자. 그러나 S계의 관측자는 같은 시간간격의 끝 시간을
t2 = (t2'+vx'/c^2)*k
으로 읽게 된다. 그러므로 그에게는 시간간격 t가
t = t2-t1
= (t2'-t1')*k ......(1.31)
혹은
t = to*k .....(1.32)
이 된다. 정지 상태의 시계는 운동계에서 일어나는 사상의 시간간격을,
운동계의 시계가 가리키는 것 보다 더 긴 시간간격으로 가리킨다.
식 1.32의 시간팽창효과와 식 1.29의 길이 수축효과의 현저한 실 예가
뮤-메손(meson)이라고 하는 불안정한 입자가 붕괴하는 과정에서 일어나고 있다.
[현대물리학. 윤세원외 5명역. 탐구당. 1974. 15~20]]
[Lorentz 좌표변환의 시간(時間)식]
t=(t'+vx'/c^2)*k
이것은 사실상 “계의 Doppler효과”의 주기를 나타내는 식의 오류이다.
확인은 주기와 진동수가 역수 관계이므로 이 식의 역수를 취하면,
당연히 상대론적 Doppler효과의 진동수가 나온다.
즉, 주기식이다.
[시간식의 오판]
Lorentz 좌표변환의 시간(時間)식은 사실상 이미 t = t2-t1 의 개념을 갖기 때문에
시간식인데, 이것을 시각식(시각식)으로 오판했기 때문에 다음과 같이
t1 = (t1'+vx'/c^2)*k
t2 = (t2'+vx'/c^2)*k
시작과 끝 시각으로 읽은 것이다.
이 식을 분석하면
시각 = (시각+시간)*k (여기서 k는 상수)
인데, 초등학교 산수책에서 보듯이 (시각+시간)은 “시각”이므로,
k를 넣어 계산하면
시각 = 시각/상수
즉,
8시/2=?
의 계산이 되는 것이다.
결론적으로 상대성이론이란 것은 초등학교만 제대로 다녔어도 엉터리이론임을 알 수 있다.
[파급효과]
시간과 시각을 구별 못한 결과 없어진 것이 vx'/c^2 인 항이다.
이 항의 의미는 x=ct, x'=ct'라는 광속일정의 원리를 적용한다면,
vx'/c^2 = vt'/c
인데, 물리적인 의미는 S'계가 속력 v 로 t' 시간 동안 움직인 거리 vt'를
빛이 광속 c로 관측자에게 전달되는데 걸리는 시간 의 의미인 것이다.
이것을 없앤 것은 결국 관측 불능의 뜻이기더 하다.
책이든 인터넷이든 상대성이론을 설명하는 모든 그림들에서,
관측자의 위치와 관측자에게 도달하는 신호(빛, 음파)가 있는가?를 보라!
상대성이론에서 관측되었다는 것이 있다면 몽땅 엉터리이다.
vx'/c^2 인 항을 없앤 결과이다.
[세상에서 가장 멍청한 그림]
인터넷상에서 시간팽창을 설명한 3각형 그림이 가장 멍청한 그림일 것이다.
이름은 거창하게 광시계라고 붙였지만, 피타고라스의 정리 연습일 뿐이다.
1. 빛이 우주선 바닥에서 출발한 것을 외부 관측자가 어떻게 알 수 있는가?
빛이 오는 과정을 계산에서 없앴는데 빛의 전달 과정이 있을 수가 없다.
즉, 관측 불능으로 기하학적인 피타고라스 정리연습일 뿐이다.
2. 빛이 천장으로 올라가는 과정이 사면으로 나타난 것에 대해 광속일정이라하여
c 로 놓았는데, 어느 누구의 광속일정인가?
지구가 대기로 둘러싸인 것을 알면 Michelson-Morley는 실험을 하지 않고,
간섭계를 만들기만 했다는 것을 알게 되고, “광속일정의 원리” 자체가 없어지는데,
어느 누구의 광속일정이란 말인가?
3. 빛이 바닥에서 t1 인 시각에 천장으로 출발할 때, 빛이 외부 관측자에게 도달한다면
출발점에서 관측자까지의 거리가 x 일 때
물리학적인 관측 : t1 = t1'+x/c
상대론적인 관측 : t1 = (t1'+vx'/c^2)*k
어느 것이 맞는가?
상대론적으로 “시각”을 나누어 읽어 보라!
4. Lorentz 좌표변환 시간관계식의 두 번째 특징은 관측 위치를 부정한 것이다.
관측자가 3각형의 상방 즉, 평면도를 그리면 빛의 궤적과 우주선의 운동 거리는
같게 나오는데, 이때도 광속일정의 원리라고 c로 놓을 것인가?
그렇다면 우주선의 속력 v 와 광속 c 는 같게 되는데,
v=c
로 놓을 것인가?
[마무리]
상대성이론에 대해 이야기 해 온 것이 어언 40년!
한국에서는 아무리 설명해도 판단 능력이 없다!
“외국 책에 있으니 할 수 없다” 로 중무장하고 있는 현실이니....
오로지 공개적인 발표 이외에는 일본이나 중국분들의 판단에 의지해야 하는데...
한국에서는 그래도 전공했다는 자의 글이나 갖고 놀라고 해야겠지!
" 여러번 말했지만 에테르가 있다거나 광속일정이 깨진다하더라도
그게 곧바로 상대론의 존폐와 연결 되는건 아닙니다.
또한 마이켈슨 몰리실험이 에테르 드랙류도 통과한다해서 곧바로
에테르가 있다는 증거가 되는것도 아닙니다."
"지금 당장 마이켈슨 몰리 실험이 엉터리였다고 판명나도
상대론에는 아무런 지장이 없습니다."
" 설령 에테르가 있다고 해서 특수상대론이 부정되는게 아닙니다.
특수상대론은 반드시 빛과 관련된 이론이 아닙니다. 상대론은 시공에
관련된 이론으로 설령 광속일정이 깨진다하더래도
상대론 자체가 깨지는게 아닙니다. "
"그런데 문제는 실험적 증거죠. 에테르가 있다는 증거도 없고
그러니 에테르가 지구대기와 상호작용한다는 증거도 없습니다."
정리하면,
“마이켈슨 몰리 실험이 엉터리” 또는 “광속일정이 깨진다하더래도”
“상대론 자체가 깨지는게 아닙니다. "
참 재미있는 글입니다. 한국 사람들은 이 글이나 갖고 노는 것이 좋을 듯....!!!
그러나 참고 사항을 볼 사람을 위해서 한마디!!!!
"물론 마이켈슨이 어떤 효과를 발견하였다고 한다면 상대성이론은 틀린 것이라고
간단히 말 할 수 있다."
[아인슈타인 1. 장회익역. 전파과학사. 1993. p.90]
"속도란 진행거리를 소요시간으로 나눈 값이다. 광속도를 억지로(억지라기 보다도
자연계의 실정에 따라서라고 말하는 편이 낫다. 결코 억지가 아니기 때문에) 일정하게
한 것이므로 거리라든가 시간쪽에 여파가 가는 것이 당연하다."
[그래도 아는 사람이 있다는 것이 다행]
이것은 한국물리학회 Q&A 게시판에 올렸던 글이다.
339 시각을 나누면? 백진태 2000-05-22 997
Re: 시각을 나누면? 정진수 2000-05-22 901
Re: 생각이 나뉘고 언어가 나뉩니다. 이해심 2000-05-22 935
제 목 Re: 시각을 나누면?
작 성 자 정진수
작 성 일 2000-05-22 오후 2:43 조 회 901
내 용
시각과 시간을 구분하는 분을 만나서 반갑습니다.
보통 '무엇을 나눈다'고 하면 그 '무엇'은 양을 가진 것입니다. 시간에 대해서는
양을 이야기할 수 있지만, 시각에 대해서는 양을 이야기할 수 없습니다. 8시를 예로
드셨는데, 그 '8'은 임의의 기준점에(12시) 대한 거리(양)의 의미(이것이 '시간'입니다)가
있지만 '8시' 자체는 양의 의미가 없는 한 순간일 뿐입니다. 양이 없는 것을 나눈다는
것은 의미가 없습니다.
예를 들어, 경부선에는 여러 역이 있습니다. 서울-천안간의 거리(시간)를 2로 나눌 수는
있지만, 천안(시각)을 둘로 나누는 것은 의미가 없는 것과 마찬가지입니다.
(충북대 정진수)
제 목 Re: 생각이 나뉘고 언어가 나뉩니다.
작 성 자 이해심
작 성 일 2000-05-22 오후 1:42 조 회 935