빛의 속도로 달리면 시간이 느리게간다던데..

Question

빛의 속도로 달리면 시간이 느리게 간다고 하던데이론상으로 맞는말인지 궁금합니다실제로 시도도 가능한지 궁금하네요 그렇담시간여행도 가능할까요?

느긋한칼새269 · Accepted Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.빛의 속도로 움직이는 경우, 시간이 느리게 간다는 것은 상대성 이론의 일부입니다. 이론적으로는 맞습니다. 빛의 속도는 고정되어 있으며, 모든 관측자들은 빛의 속도가 동일하다는 것이 상대성 이론의 중요한 결과 중 하나입니다. 따라서 빛의 속도로 움직이는 관측자는 다른 관측자들에 비해 시간이 느리게 간다는 것이 이론적으로 입증되어 있습니다.그러나 이것은 매우 극단적인 상황에서만 적용되며, 빛의 속도에 도달하는 것은 현재 기술적으로 불가능합니다. 이론적으로 가능한 상황이라 할지라도, 현재 기술적으로 이를 시도하려면 엄청난 에너지가 필요하며, 그런 에너지를 발생시키는 기술도 아직 개발되지 않았습니다.시간 여행은 현재로서는 이론적으로 가능하다고 할 수 있지만, 기술적으로는 아직 이를 구현할 수 있는 기술이 없습니다. 물론 앞으로의 기술 발전에 따라 시간 여행이 가능해질 수도 있지만, 그것은 아직까지는 미지수입니다.

하얀도화지113 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.빛의 속도로 달리면 시간이 느리게 간다는 것은 맞는 이론입니다. 이는 상대성 이론에서 설명되는데, 빛의 속도는 모든 관측자에 대해서 일정하기 때문입니다. 따라서, 빛의 속도로 달리는 것은 관측자에게 보이는 것과는 다른 시간 경과를 경험하게 됩니다. 이론상으로는 맞지만, 실제로는 불가능합니다. 이유는 다음과 같습니다.첫째, 빛의 속도로 달리기 위해서는 무한대의 에너지가 필요합니다. 또한, 물리적인 제한 때문에 빛의 속도를 초과할 수 없습니다. 따라서, 이론상으로는 가능하지만, 현실적으로는 불가능합니다.둘째, 시간 여행이 가능한지 여부는 아직까지는 확실하지 않습니다. 이론상으로는 가능하지만, 아직까지 이를 증명하거나 구현한 것은 없습니다. 또한, 시간 여행이 가능하다면 그것이 어떠한 형태로 가능한지도 불명확합니다.따라서, 빛의 속도로 달리는 것이나 시간 여행이 가능한지 여부는 아직까지는 불확실하며, 이에 대한 연구와 실험도 여전히 진행 중입니다.

아테나 · Answer

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.과거에는 질문자님의 생각대로 공간상의 속도와 시간상의 속도가 관련이 없으므로,공간상에서 어떤 속도로 움직이든 시간은 절대적으로, 독립적으로 흐른다고 생각되었습니다. 그러나 상대성이론에서는 시간과 공간을 위와 같이 묶어서 생각해야 함을 제시하였고,또 사실 실제 우주도 그러합니다.

럭스마가린 · Answer

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.느려지기보다는 오히려 빛 보다 빨리 가면 시간이 거꾸로 흐른다고 볼 수 있습니다.상대성이론에 대해 가장 흔하게 하는 오해 입니다. 빛의 속력으로 달리면 나이를 먹지 않는다?이는 상대론을 잘못 이해한 결과입니다. 예를 들어 어떤 사람이 우주선을 타고 광속에 가까운 속도로 날아간다고 하죠.그리고 이 우주선을 지구에 있는 누군가가 관찰을 합니다.우주선에도 시계가 있고, 지구에 있는 관찰자 옆에도 시계가 있습니다. 그럼, 지구에 있는 사람이 자신의 시계와 우주선의 시계를 비교합니다.많이들 알고 있는대로 자신의 시계는 정상으로 가는 것 같은데, 우주선의 시계는 매우 느리게 가는것처럼 보입니다. 우주선의 속력이 광속이라면 정지해 보이겠죠. 그럼, 이제 입장을 바꾸어 우주선에 있는 사람이 자신의 시계와 지구에 있는 사람의 시계를 비교합니다.자신의 시계는 평소보다 느리게 가는데 지구시계는 정상으로 가는 것으로 보일까요?아니면 자신의 시계는 정상으로 가고 지구시계가 매우 빨리 흐르는 것으로 보일까요?정답은 둘다 아닙니다.정답은 자기시계는 정상으로 가는 것 같은데, 지구에 있는 시계가 매우 느리게 가는 것처럼 보입니다.즉 지구에 있는 사람이나 우주선에 있는 사람이나 자기 시계는 정상으로 가는데상대방 시계가 천천히 가는 것으로 보인다는 말입니다. 사실 상대성이론의 근본가정을 살펴보면 너무 당연한 결과입니다.지구에 있는 사람이 우주선을 보면 우주선이 광속에 가까운 속력으로 날아가는 것으로 보이지만,우주선에 있는 사람이 지구를 보면 지구가 광속에 가까운 속력으로 날아가는 것으로 보입니다.두 둘 사이에는 어떠한 차이도 없습니다. 서로 등속으로 움직이는 두 계는 누가 움직이고 있는지 구분할 수 없고 사실 그 구분이 무의미 합니다. 이러한 관찰결과는 우주선이 지구에서 멀어져 갈 때 뿐 아니라 지구로 귀환할 때도 마찬가지 입니다.어떤 사람들은 멀어져 갈때는 상대방의 시계가 천천히 가는 것처럼 보이지만, 지구에 가까워 질때는  빨리 가는 것으로 보인다고 말하기도 하는데, 이는 사실이 아닙니다. 결론적으로, 빛의 속도로 운동한다고 해서 시간이 천천히 흘러 오래오래 살수 있는 것이 아닙니다.자기와 같이 움직이고 있는 시계는  자기의 운동상태가 어떠하든 간에 시간의 진행에 아무런 차이가 없습니다.단지 자기가 관찰하는 다른 대상의 시간이 천천히 흘러가는 것처럼 보이기도 하고, 빨리 가는 것처럼 모이기도 하죠. 소위 말하는 쌍동이 파라독스에서 (광속으로 여행을 하고 돌아오는 사람이 지구에서 자기를 기다린 쌍동이 형제가 자기보다 많이 늙어 있다는 것을 본다) 시간차이는 광속으로 이동하는 기간동안 일어나는 것이 아니라 우주선이 U턴을 할 때, 즉 지구에서 멀어지다가 지구방향으로 우주선을 되돌릴 때 일어납니다. 이 U turn을 할 때 우주선에 있는 사람은 가속운동을 경험하게 되는 데, 이 때 지구시계가 엄첨 빠른 속도로 흘러가는 것을 보게 됩니다.자세한 내용은 쌍동이파라독스 검색하셔보 보시면 도움이 되실 듯.... 하여간, 자기의 시간은 절대 바꿀 수 없습니다. 자기에 대해 일저속력으로 움직이는, 혹은 중력장의 세기가 다른, 혹은 가속운동을 하는 다른 사람들의 시간의 흐름이 다르게 흘러가는 것을 볼 수는 있어도.....영화에서 시간여행을 하는 장치가 가끔 등장하는데, 영화를 보더라고 그 기계를 이용하는 사람 자신의 시간은 정상적으로 흘러가는데 기계장치 외부의 시간의 흐름이 바뀌는 것을 보게 됩니다. 이와 같습니다. 빛의 속도로 달리는 우주선을 만들어 날아간다고 해도 자기 시계는 예나 다름없이 정상적으로 흘러갑니다.단지 다른 누군가가 자기에 대해 빛의 속도로 날아가는 다른 사람의 시계가 느리게 가는 것으로 보일 뿐입니다.  그리고 매질중에서 빛의 속력이 느려지는 현상은 엄밀하게 말해 틀린 기술입니다.개별광자는 어떠한 상황에서도 광속으로 달립니다. 매질속이라고 느려지는 일은 없습니다.다만 거시적으로 관찰되는 빛의 속력이 매질속에서 느려지는 것으로 보입니다.매질속에서 빛의 속력이 느려보이는 것은, 좀 거친 설명이긴 하지만,입사된 빛과 원자내의 전자에 의해 2차로 방출된 빛이 합쳐지면서 전체적으로 볼 때 빛의 속력이 느려지는 것으로 보이는 것입니다.따라서 광속불변의 법칙은 우주 어디에서나 적용됩니다.(최소한 현재 물리이론에서는)대학원 수준의 전자기책에서는 이것을 다루고 있습니다.microscopic 한 수준과 macroscopic 수준을 나누어서.....굴절율 n은 macroscopic parameter 입니다. 그리고 시간여행은 공생에서나 나오는 영화입니다 감사합니다

튼튼한라마20 · Answer

빛의 속도로 달리면 시간이 느리게 간다는 것은 상대성 이론에 의한 결과입니다. 이는 이론적으로 맞는 말입니다. 이론 상에서는 빛의 속도에 근접한 속도로 움직이면 시간이 느리게 흐르고, 이러한 현상을 '시간의 강박' 혹은 '시간의 딜레이션'이라고 합니다.하지만, 이는 실제로 경험할 수 있는 일이 아닙니다. 빛의 속도는 299,792,458m/s로 매우 빠릅니다. 따라서 인간이 그 속도로 움직이는 것은 불가능합니다. 실제로 빛의 속도에 근접한 속도로 움직인다 해도 그 속도는 무시할 수 있는 수준이기 때문에 시간의 강박이 눈에 띄지 않습니다.또한, 시간 여행은 아직은 이론적인 수준에서만 가능하다고 여겨지고 있습니다. 시간 여행은 공간과 시간이 서로 연결되어 있기 때문에, 이를 가능케 하는 것은 아직은 상상을 초월하는 기술이나 방법이 필요합니다. 따라서 현재로서는 시간 여행이 가능하다고 보기는 어렵습니다.

지구과학·천문우주

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빛의 속도로 달리면 시간이 느리게간다던데..