쌍둥이 역설 이해가 안가는데 쉽게 설명해주실 수 있나요?

Question

쌍둥이a와 b가 있는데 b가 빛의 속도로 떠났다가 돌아오면 b가 a보다 나이가 들어있다 라는 것인데

유튜브 설명을 들어도 먼소린지 도통 모르겠네요.

b에 입장에서는 a가 빛의 속도로 떠났다고 볼 수도 있잖아요.

근데 왜 나이가 더 든다고 하는거죠?

Answer 1

상대성이론에 의하면 운동하는 물체의 시간이 더 적게 흐릅니다.

즉 지구에 있는 쌍둥이 A가 10년의 시간이 흘렀다면

우주 여행을 하고 지구로 돌아온 B는 10년보다 적은 시간이 흐르게 됩니다.

따라서 A가 나이가 더 들게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

네 결론부터 말씀드리면 관측자의 기준이 잡혀버리기 때문입니다.

a는 지구에 있다고 치고, b는 빛의 속력에 버금가는 속력으로 여행을 다녀왔을 경우 a가 늙어 있고 b는 상대적으로 젊습니다.

질문자님께서 생각하신대로 b입장에서는 a가 빛의 속력에 버금가는 속력으로 여행을 다녀온거 같지만, 사실 그렇지 않습니다.

왜냐하면 a는 지구의 중력을 느끼며 제자리에 있지만, b는 여행을 떠난 뒤 도착지에서 돌아올때 가속운동을 했기 때문에 이 경우에는 a가 정지해 있다고 기준을 잡을 수 있는것이죠. b가 순간적으로 방향을 틀어 돌아오든, 천천히 방향을 틀어 돌아오든 가속운동을 해야만 돌아올 수 있습니다. 그리고 가속도에 대해서는 상대운동이 적용되지않습니다. 가속운동은 곧 힘이 가해진다는 의미이고 이는 더 이상 관성계가 아닌 가속계(비관성계)이기 때문이죠.

만약에 a가 우주공간에 있고 b가 a를 떠나 되돌아 오지 않고 끊임없이 빛의 속력에 버금가는 속력으로 이동한다면 이는 관성계에서 일이기 때문에 a입장에서는 b가 젊어지고, b입장에서는 a가 젊어진다고 말할 수 있습니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

a가 b보다 빠른 빛의속도로 움직였다고 한다면 b입장에서는 a가 빛의속도의 반대만큼 빠르게보입니다.

즉, 상대속도임을 의미합니다. 따라서 b에 입장에서는 a가 빛의 속도로 떠났다고 볼 수 없습니다.

감사합니다.