[ 차교수 물리 1_c01g_아인슈타인] 기준계가 달라지는 경험을 할수있다_260609

26년 1월 8일에 차동우 교수의 강의를 들으며, 대학 물리학을 배우기 시작했다. a에서 g까지 오는데, 무려 5개월이 걸렸다. 어제 저녁에 f가 끝났으니까. 이렇게하면, 이 수많은 차교수의 강의를 언제 끝낼수 있을까? 게다가 미적분과 확률통계도 다시 공부해야 하는데. 앞날이 캄캄하기는 하다.

 

그런데, 우리에게는 아직도 60년이라는 앞날이 남아있다. 열심히 밭을 갈고 있지만, 몸이 일을 잊지 않을 정도로만 하면 된다. 몇개의 교과서를 끝내며 죽어갈수 있는 것도 기즐한 = 기쁘고 어렵지만 즐거운 = 해피한 일이다.

 

차교수가 이번 강의 10분 동안에 아인슈타인에 대해 요약하겠다고 한다. 자세한 설명은 2학기에 하겠다고 하니까, 그를 믿고 따라가보자.

 

갈릴레이변환은 = 속도덧셈법칙은, 세상을 읽는 기준계=좌표계가 모두 다르다는 것을 알려준다.

 

햇님이 돈다는 지동설을 믿는 사람들에게,

1) 다른 좌표계=기준계가 있다는 것을 알려주고

2) 기준계가 달라지면 같은 사건도 다르게 보인다는 것을 알려줄 수 있다.

 

완성된 역학과 전자기학이 존재했던 20세기 첫무렵에 세마학자들은=사이언티스ㅌ들은, 빛이라는 흔하디 흔한 것이 역학과 전자기학에서 문제를 일으키는 것을 관찰하고 어쩔줄 몰라하고 있었다. 갈릴레이변환이 듣지를 않고, 광속에 어떤 속도를 더하거나 빼더라도 여전히 광속인것을 어떻게 받아들여야 하는 것인지를 알수가 없었다.

 

그런데, 대학을 막 졸업한 27세의 아인슈타인이 1905년에 이 문제를 해결한다.

1879년에 맥스웰이 죽고 아인슈타인이 태어났다.

 

 

[ 특수상대성 이론의 두가지 공리=포스츄레잍 ]

 

첫째 공리 : 상대성원리라는게 내가 이해하는것과는 다르다. 관찰자에 따라 시간이나 공간이 변한다는게 상대성원리가 아니고, 모든 관성기준계에서 물리법칙은 같은 형태를 가진다는게 상대성원리다. 그리고 이 공리가 뜻하는게, 커미=유니버ㅅ에는 절대 기준계가 없다는 것을 뜻한다.

 

이게 도대체 무슨 말인가?

 

뉴턴시대에는 절대시간과 절대공간이 있었다. 공간은 모든것들의 무대로 고정불변이고, 시간도 우주의 모든것들에게 똑같이 흐른다는 생각이었다. 이말은 우주에 절대기준계가 있다는 말과 같다.

 

그런데, 아인슈타인은, 등속운동을 하는 모든 관성기준계에서 물리법칙이 같은 형태를 가지고 있다는 것을 전제로 삼았다. 

 

둘째 공리 : 모든 관성기준계에서 진공속 빛의 속도는 항상 일정하다는 것이 왜 공리인가?

 

1) 맥스웰방정식을 풀면, 전자기파(빛)의 속도가 특정한 값 c로 나온다고 예측했다.

2) 마이컬슨-몰리의 실험으로 움직이는 지구에서의 빛의 속도가 변함이 없었다. 세땅이=어쓰가 움직이고, 속도덧셈법칙이 적용되어, 서로 다른 길을 다녀온 레이저빛의 운동시간이 분명히 다른값이 나오는데도, 간섭계 실험에서는 간섭무늬가 나타나지 않았기 때문이다. 즉 서로다른 값이 같은 값이 되는 일이 벌어졌다.

 

이것에서 아인슈타인은, 모든 관성기준계에서 진공중 빛의 속력은 같은 값을 갖는다는 것을 공리로 전제했다.

 

그러므로 특수상대성 이론의 공리=포스츄레잍은 아인슈타인이 세웠다, 맥스웰과 마이컬슨-몰리의 실험결과를 바탕으로. 지금까지 이 공리는 흔들리지 않고 있다. 그리고 이 공리를 바탕으로 계산을 해보니 시간과 공간이 같은 로렌츠변환이 된다는 것을 알게 되었다. 로렌츠변환은 이 두가지 공리의 결과다.

 

지금까지의 이야기가 햇님계를 바탕으로 한것이라면, 이것을 커미=커다란 미리내=유니버스로 넓혀서 이해해도 된다. 즉 커미의 중심이 없다는 것도 결국 이 상대성원리와 빛의 속도의 불변성에서 나오게 된다. 중심과 기준은 없고, 우리는 필요할때, 중심과 기준을 잡는다 = 기준좌표계가 무엇인지를 밝혀둔다. dk

 

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(투비 컨티뉴ㄷ 라잌 리딩 어 테스터먼ㅌ)

 

차교수 물리1 C01G 아인슈타인