상대성이론- 책 내용(시간팽창 時間膨脹, μ-메손)

[tjkk]

상대성이론- 책 내용(시간팽창 時間膨脹, μ-메손)

이 책 내용은 오래 전에 백진태가 배웠던 ARTHUR BEISER 의 "Concepts of Modern Physics" 의 윤세원 외 5명

의 공역판으로 탐구당에서 발행된 책 내용이다.

아마도 상대성이론의 입문 과정으로서는 아주 쉽게 설명된 내용일 것이다.

[현대물리학. 윤세원외 5명역. 탐구당. 1974. p. 20~23]의 내용들이다.

[책의 구성]

위의 책 본문을 보면 상대성이론의 시간팽창 부분과 상대성이론의 증명이라는 μ-메손의 두 부분으로 구성된다.

[時間膨脹의 의미]

“만약 S 계에 있는 우리가 운동 상태에 있는 S'계에서 일어나는 어느 事象의 전후 시간길이를 관찰한다면 우리가 가

진 시계는 운동계에 있는 시계에 의하여 결정되는 시간간격 to 보다 더 긴 시간간격을 가리킬 것이다. 이와같은 효

과를 시간팽창(time dilation)이라고 한다.”

[생각해야 할 점]

초등학교 3학년에서 배우는 “시각” 과 “시간”의 기초 개념인 시계 보는 방법과 계산 방법을 알아야 한다.

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https://100.daum.net/encyclopedia/view/24XXXXX66514

시간과 시각은 같은 말일까?

시각은 순간을, 시간은 시각과 시각 사이를 가리킨다!

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잠깐 퀴즈

시간에는 길이가 없을까?

시간에도 길이가 있다!

시각과 시간의 덧셈

시간+시간=시간, 시각+시각= ?

잠깐 퀴즈

*여기서 우리가 알 수 있는 것은 시간과 시간을 더하면 시간을 구할 수 있다는 거야.

*그렇다면 시각과 시각을 더하는 경우는 어떨까?

*찌롱이와 다롱이는 1시에 점심을 먹고 6시 30분에 저녁을 먹었어. 1시와 6시 30분을 더하면 7시 30분이야. 그

렇지만 이건 전혀 의미가 없어. 그저 숫자를 더한 것뿐이니까. 따라서 시각과 시각을 더하는 경우는 거의 없단다.

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상대성이론을 공부한다고 석, 박사라는 명칭을 얻는 자들은 위의 초등학교 2학년 산수부터 공부해야 할 것으로 보

인다. 물론 Einstein에게 수학적 도움을 주었다는 날라리 수학자(?)들도 한국에 와서 초등학교 2학년 수업부터 다

시 공부해야 한다고 생각한다.

아벨-필즈라는 자들도 와서 한국의 산수를 배운 다음에 수학 같은 소리를 해야 한다!!!

Lorentz좌표변환식의 시간(주기, 세월)을 나타내는 시간식(時間式) t = k*(t+vx'/c^2) 을

시각식(時刻式)으로 오판하여 t1 = k*(t1'+vx'/c^2), t2 = k*(t2'+vx'/c^2) 로 읽다니...!!!

시간식(時間式) t = k*(t+vx'/c^2) 에는 이미 (t2-t1), (t2'-t1') 라는 개념이 들어가 있는 것인데 이러한 “시간

식”을 또 t1, t1' 로 “시각(時刻)”으로 읽으면 어떻게 하겠다는 것인가?

또 축 상의 운동인데(왜냐하면 초기 조건에서 y = y', z = z'이므로) vx'/c^2 = vt'/c 의 vt'이 의미하는 S' 계의 이동

거리가 변함없다고 보는 것은 계의 상대운동없이 정지해 있어도 시간이 달라진다는 이야기가 되는 것이다.

[정말 초등학생 수준도 안 될까?]

그렇다.

한심한 현실이지만 정말 초등학생 수준도 안 되는 것이 요즈음의 대학생 교육 현실이다.

혹자는 자신들을 너무 비하하는 것이 아니냐?는 불만을 제기할 수도 있다.

그렇다면 너무나 잘 알려진 다음 그림에서 “시간팽창”의 설명처럼 “시각(時刻)” t1, t2를 이용하여 시간 t를 읽어보

라!

                                                                  [그림 1] 빛 시계

 그림에서 보듯이 빛의 “왕복시간” t 라는 것은 “시간(時間)”이다.

초등학교 산수책에서처럼 또는 책 본문에서처럼 “시간(時間)”이라는 것은

             ‘시각(時刻)’ - ‘시각(時刻)’ = “시간(時間)”

으로 구하는 것이다.

빛의 출발 시각 t1 과 빛의 도착 시각 t2를 읽어 보라!

그래야 “시간(時間)” t 를 구할 것 아닌가?

무엇을 어떻게 읽는지 알아야 답변을 하지!

[점을 나눈다고?]

“점”이란 것은 위치만 나타내고 크기가 없다.

위의 시각이란 것은 시간 축 상의 한 점을 이야기 하며, 위치만 나타내고 크기가 없다.

이를테면 7시, 8시 등의 시각을 의미한다.

이렇게 크기가 없는 점을 나눈다고?

그렇다면

                     8시/ 2 = ?

를 계산해 보라.

초등학생 수준도 안 되니 숫자 나누기를 하겠지...!!!

그러면

                8시간/2 = 4시간

이라는 계산은 할 수 있겠지!

위의 두 계산에서 어떠한 차이가 있는지 아는가?

[다음의 시각을 읽어보라!]

우주여행 중의 비행사가 자신의 시계를 찍어 지구에 전송한 것이 어제 도착했다.

                                                 [그림 2] 제조업체 모닝디지털

이때 지구 시계는 2022년 8월 1일 12시 38분을 가리키고 있었다면 백진태와 같이 정상인들은 2002년 3월 15일

12시 38분에 보낸 사진이 이제 도착한 것은 그만큼 먼 거리에 우주선이 있기 때문이라고 생각할 것이다.

이것이 정상인들의 시계 읽는 방법이지만, 상대론자들은 지구 시계가 필요없이 계산으로 구해야 한다는 것이 책 본

문의 내용인 것이다.

어디 상대론자들은 [그림 2]의 “시각(時刻)”을 읽어보라.

상대론자들에게 있어 지구 시계가 필요한가? 계산으로 읽어야 할 걸? 어떤 계산??

                t1 = k*(t1'+vx'/c^2)

                   = k*(2002년 3월 15일 12시 38분+vx'/c^2)

학생 바보 만들고 국가 망치고 돈벌이에만 급급한 상대론자들!

한번 읽어 보시지?

[“시간”을 시간 단위로 구한다고?]

[그림 1]의 빛 시계를 보면 바닥에서 천장까지 빛의 1왕복 시간(時間)은 t 이다.

이게 저절로 얻어지는 것이 아니다.

그래서 출발과 도착 시각을 읽어야 하는 것인데, 아무것도 모르고 왕복 시간이 t 이다?

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“EBS교육방송에서 보면 나라 망치고 젊은이들의 시간을 낭비하게 만드는 내용이 있다.

[방송통신위원회에 질문했던 내용]

참고로 보이면

<본문>

이번에는 시간을 재보겠습니다. 밖에서 흐른 시간은 10초. 우주선 안보다 시간이 빠르게

갔습니다. 빠르게 가는 우주선 안에서는 시간이 천천히 흐릅니다.

지구에 있는 동생은 늙었는데, 언니는 아직 젊습니다.

[단 두 가지 질문]

이제까지 설명을 했으니 이 글을 토대로 질문을 해도 되겠다.

“우주선 안의 7초가 우주선 밖에서는 10초”라는 내용에 대해,

첫째 질문 : “시각”과 “시간”에 대해서.

초등학교 산수책에 “시각”과 “시간”에 대한 설명이 있다.

이를테면 8“시간”을 2로 나누면?

백진태도 이 계산은 할 수 있다. 즉,

            8시간/2 = 4시간

그렇다면 “시각”인 “8시”를 2로 나누면?

            8시/2 = ( )

이 계산은 둘째 질문에 연관될 수 있으니 반드시 답변해야 한다!

둘째 질문 : “시간을 잰다고 했으니 우주선의 시간을 밖에서 관측할 방법을 설명하라!!!”

시간 비교의 과정 (   ) 다시 말해서 "시간"을 구하는 과정!

이 질문은 결코 일시적이거나 심심해서 하는 질문이 아니고,

관측자의 위치를 부정한 Lorentz 좌표변환식의 잘못된 시간식의 해석과

빛이 전달되는 과정을 없앤 시간지연에 관한 수식에서 나온 질문인 것이다.

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상대론자들은 “시간(時間)”이란 것이 잠자리처럼 독립적으로 공중에 떠다니는 줄 안다.

잠자리채를 갖고 “시간(時間)”을 잡으러 다니라고 권하고 싶다!

그러면 “시각(時刻)”의 개념도 필요 없을 테니까!

[μ-메손]

고속 우주선 입자에 의해 대기층 상부 H = 9500m 에서 생성.

생성 후 2⨯10^(-6)초 후에 전자로 붕괴.

전형적 속도 v 의 크기는 v = 2.994⨯10^8m/sec (= 0.998c)

이동할 수 있는 거리 H = vt = 2.994⨯10^8(m/sec)⨯2⨯10^(-6)sec = 600m

600m 밖에 갈 수 없는 μ-메손이 9500m 를 비행하여 해면에 도달한다는 것!

그래서 길이 수축, 시간팽창으로 설명.

문제점 : (1) μ-메손의 수명 측정 방법

              * 광자의 수명은?

(2) μ-메손의 전형적 속도 측정 방법

      * 신호인 빛이나 음속보다 빠른 운동체의 속도 측정 방법

[μ-메손 과 빛의 경주]

μ-메손과 빛이 9500m 상공에서 똑같이 출발한다면 어느 쪽이 먼저 해면에 도착할까?

물론 심판관은 지구인으로서 초정밀 광자 시계를 갖고 해면상에 있다.

μ-메손과 빛은 누가 먼저 해면상에 도착하는가?

참고로 μ-메손은 to = 2⨯10^(-6)초 만에 해면에 도착.

빛은 t = 9500m/30*10^8m/sec = 31.7^(-6)초 라는 시간 소요.

길이수축이라는 축지법(축공법!)을 하는 μ-메손 과 축지법을 가르친 사부 “빛”의 경주에서 과연 누가 해면에 먼저

도달할 것인가?

[결론]

‘점’ 과 “길이”를 구별 못하는 결과로 나온 것이 “길이의 수축”과 “시간팽창”이라는 용어이다.

로렌츠변환식에서 바보상수(비례상수, 감마상수)라는 엉터리 수식의 전개로 나타난 상대성이론의 기대효과라는 것

은 다시 말해서 바보상수를 도입한 모든 학문적 요소는 모두 다시 해야 할 것이다. 당연히 일반상대성이론까지 포함

하여 말장난에 불과하다는 것이다.

중요한 것은 “Doppler효과”를 “시각(時刻)”을 이용하여 나타내는 방법과 “신호를 이용한 정확한 관측법”이라는 궁

극적 결론에 도달하게 된다는 것이다.