처음 읽는 상대성 이론

정리

• 시간을 측정하려면 주기적으로 일어나는 사건이 필요
• 공간 측정 : 도량형 통일
• 속력 = 거리 / 시간
• 운동은 기준 좌표계에 대해서 상대적. 갈릴레오 갈릴레이가 처음 깨달음

특수상대성 이론

• 사용한 개념
  • 일정한 속도로 움직이는 기준 좌표계에서는 우주의 법칙이 똑같음
  • 빛의 속도는 초속 30만km로 언제나 동일
• 3가지 의미
  • 시간 지연 : 우리가 움직이고 있을 때에는 정지해 있을 때보다 시간이 천천히 흐름. 시간은 상대적.
  • 길이 수축 : 속도가 빨라질수록 그 물체가 점점 더 수축됨.
  • 질량 증가 : 속도가 빨라질수록 질량이 증가
• 뮤온 : 경입자에 속하는 소립자. 질량은 전자보다 200배 이상 큼.
  • 우주에서 날아온 우주선(에너지가 매우 높은 입자선)이 상층 대기의 공기 분자와 충돌할 때 생김.
  • 현실에서 시간 지연과 길이 수축 현상을 검증할 수 있는 예
  • 0.0000022초만에 분해되는데 빛에 가까운 속도로 날아감. 그 사이에 시간 지연 + 길이 수축으로 인해 뮤온 입장에서는 660m 날아가지만 지구에서 관찰하면 10km 이상 날아감.

일반 상대성 이론

• 시간, 공간, 중력까지 설명

인상 깊은 단락

p15

• 1999년 도량형 혼동으로 인한 화성 탐사선 추락. ‘단위 혼동’으로 1160억 날렸다으로도 보도됨
• 1m는 길이의 역사. 1799년 백금막대 기준으로 책에 나왔으나 더 자세한 내용은 https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%AF%B8%ED%84%B0 참조
  • 최초 의도는 북극에서 적도까지 길이의 1000만분의 1로 하는 것이었음. 동일한 값이 지구자오선 길이의 4000만분의 1
  • 여러 금속 막대로 표시
  • 1983년부터 현재 기준 : 빛이 진공에서 299,792,458분의 1초 동안 진행하는 경로의 길이

p43

뮤온의 여행

p45

질량 증가

그래서 질량이 있는 물체는 빛의 속도로 달릴 수 없어요. 속도가 점점 빨라짐에 따라 질량도 점점 커져서 나중에는 엄청나게 커지거든요.

만약 빛의 속도에 이른다면, 질량은 무한대가 되어 우주에 있는 모든 에너지를 다 쓴다 해도 그 물체를 더 이상 가속할 수가 없어요. 그러려면 무한대의 에너지가 필요해요.

p49

방정식 소개

• 로렌츠 변환
• 로렌츠 인자
• 질량-에너지 등가 : E=mc^2
• 광자 에너지 : 빛 입자(광자) 하나가 가진 에너지. E=hv