현재 우주선의 속도는 광속으로 만들지 못하는 이유를 알고 싶습니다

Question

현재 우주선의 속도는 초속 수십킬로미터라고 하는데요. 그런데 현재기술로는 광속으로 만들지 못한다고 들었는데 그 이유는 무엇인지 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 문민기 과학전문가입니다.

결론만 말하면 빛보다 빠른 우주선은 만들 수 없지만 광속에 가까운 속도의 우주선은 만들 수 있습니다. 물론 이론적으로 말이죠. 현재의 기술로는 불가능합니다. 핵에너지나 효율이 매우 뛰어난 에너지를 발견한다면 가능은 합니다.

그럼 왜 우주선은 빛보다 빠를 수 없냐면 우리가 잘 아는 아인슈타인은 특수상대성이론을 발표했는데 모든 물질은 빛보다 빠를 수 없고 우주에서의 한계속도는 빛의 속도인 초속 30만km를 넘을수 없다는 겁니다.

이 이론은 만일 어떤 물체가 빛의 속도로 날면 그 물체는 시간이 느려지고 공간이 수축을 하게 됩니다. 또 이 빛의 속도에 가까워지면 우주선안의 시간은 매우 느려지고 우주선 안에 모든 물질..여기는 우주선내에 타고 있는 인간도 포함입니다. 모든 물질은 매우 천천히 움직이게 됩니다. 만일 우리가 한 발을 걷는데 1초의 시간이 걸리는걸 이 광속비행중에 한다면 우주선 안에서는 며칠이나 몇달이상 걸리게 된다는 겁니다. 물로 우주선 안에 있는 사람은 시간이 느려진 것을 알지 못하구요. 이걸 토대로 만들어진 영화가 혹성탈출입니다.

결론적으로 현재의 기술로는 불가능하지만 우주선을 광속으로 비행할 수 있게 해줄 에너지가 있다면 불가능하지는 않습니다.

Answer 2

현재 기술로는 우주선의 속도를 광속으로 만들 수 없는 이유는 두 가지입니다. 첫째, 물리학적 한계로 인해 광속 이상으로 움직이는 것은 불가능합니다. 이론상으로는 물체가 광속 이상으로 이동할 경우 질량이 무한대로 증가하기 때문입니다. 둘째, 우주선에 사용되는 연료의 한계로 인해 광속 이상으로 가속할 수 없습니다. 현재 사용되는 화학 연료나 로켓 엔진은 속도를 빠르게 하기에는 한계가 있으며, 이에 대한 대안으로는 전진방향으로 입자를 추진하는 이온 엔진 등이 연구되고 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 한도리 과학전문가입니다.

현재 우주선이 광속으로 움직이지 못하는 이유는 상대성 이론에 기인합니다. 상대성 이론에 따르면 빛의 속도는 일정하며, 빛의 속도는 모든 관측자에게 동일하게 나타납니다. 이 때문에 물체의 속도가 빛의 속도에 가까워질수록 그 물체의 질량이 증가하고, 길이가 압축되는 등의 변화가 일어나게 됩니다. 이러한 현상을 '상대성 이론의 특수성'이라고 합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

현재까지 개발된 우주선은 광속으로 이동할 수 없는 이유는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따라 우주선의 속도가 광속에 도달하는 것은 불가능하기 때문입니다.

아인슈타인의 상대성 이론은 빛의 속도는 모든 관측자에게 일정하다는 것을 제시합니다. 이는 우주선이 빛의 속도와 같은 속도로 이동하려면 빛 자체가 되어야 한다는 것을 의미합니다. 그러나 물체의 속도가 증가함에 따라 운동 에너지와 함께 질량도 증가하므로, 우주선의 속도를 계속 증가시키는 데에는 매우 많은 에너지가 필요합니다.

Answer 5

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

우주선이 광속으로 이동하는 것은 불가능한 것으로 알려져 있습니다.

물리학의 특수상대성 이론에 따르면, 광속은 모든 물질의 최대 이동 속도입니다.

또한, 물체의 질량은 그것이 이동하는 속도에 따라 증가합니다. 이것은 우주선이 광속에 가까운 속도로 이동하면, 우주선의 질량이 무한대로 증가하게 되어 운동 에너지를 효과적으로 유지할 수 없게 됩니다.

따라서, 광속에 가까운 속도로 우주선을 가속하는 것은 불가능합니다.

또한, 우주선의 속도를 빠르게 하기 위해서는 계속해서 에너지를 소비해야 하지만 우주선이 이동하는 방향으로 나아가는 입자들이 우주선과 충돌하면서 에너지가 소모되고, 우주선이 원하는 속도에 도달하는 것을 방해합니다.