***(307),특수상대성이론에서, 물체의 속도가 빛의 속도에 근접하면 질량이 무한대에 가까워진다,(패러독스)***

[cjk2000]

***(307),특수상대성이론에서, 물체의 속도가 빛의 속도에 근접하면 질량이 무한대에 가까워진다,(패러독스)***

​! (참조바랍니다)
다음 cafe(상대성이론)
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!/,*(참조했습니다)*/...
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!(질문),왜 빨라지면 질량이 커지나?

저번에, 어디선가 '속도가 빛의 속도에 근접하면 질량이 무한대에 가까워진다' 라는 말을 들은적이 있는데요
사실인가요>?,
!.(?) 왜그러죠?



(1),/*영웅* 비공개님의(답글)/

질문자께서 질문하신 것은 아인슈타인의 특수상대성이론 중의 하나입니다.

 특수 상대성 이론에는 다음과 같은 것들이 있습니다.

1. 속도가 빨라질수록 시간이 느려진다.
2. 속도가 빨라질수록 길이가 줄어든다.
3. 속도가 빨라질수록 질량이 늘어난다.

 
*3*번의 이유를 간단하게 설명하자면...

물체를 가속시키기 위해 일정한 에너지를 가한다고 생각해 봅시다.

그러면 처음에는 대부분의 에너지가 속도를 증가시키는 데에 쓰입니다.

그런데, 계속 속도를 증가시켜서 광속에 가까워질수록 속도의 증가폭이 둔화됩니다.

즉, 가속도가 감소합니다.

일정한 에너지(힘)을 가하는데도 가속도가 감소하는 것은 질량이 커지기 때문입니다.

(뉴턴의 제 2법칙 F=ma에서 F가 일정할 경우 a가 작으면 m이 커집니다)

즉, 에너지를 가할 경우 처음에는 속도를 증가시키는 데에 쓰이지만

속도가 광속에 가까워질수록 속도를 증가시키는 대신에 질량을 증가시키는데 쓰이기 때문이라고 볼 수 있습니다.

여기서 질량은 무게와 같은 개념으로 생각하시면 안 됩니다. 무게는 중력이 있는 곳에서 작용하는 것으로, 달에서는 지구의 1/6이고, 우주공간에서는 0입니다.

반면에, 질량은 '물체가 가속되기 어려운 정도'를 나타내는 것으로, 장소에 상관없이 일정합니다.

더 자세한 것은 Newton 잡지의 '상대성 이론'을 보시면 될 겁니다.

2008.06.22.
질문자가 채택한 답변입니다.
*(감사드립니다)*...




!/*162m****고수님의(답글)/

음.. 사실 질량이 무한대에 가까워 진다가 아닙니다.

질량이라는 것을 관성이라고 했을 때, 즉, 가속하기 어려운 정도의 척도일때, 속도가 빠를 수록 그 가속하기 어려운 정도가 커진다는 것입니다.

그러니까 상대성이론에서 나타나는 식과 뉴튼 방정식이 다르기 때문에, 그냥 그렇다는 것이지, 결코 실제로 무거워지는 것이 아닙니다.

상대성 이론에서 운동량은 감마mv 이고 운동에너지는 (감마-1)mc^2 이고 힘은 좀 복잡해서 생략하겠습니다.

만약 직선의 가속일 경우 식이 간단해 지는데, 그 힘은 감마^3 ma 가 됩니다.

이렇듯, 속도에 따라서 질량이 얼마로 무거워졌다고 말할 수 없는 것입니다.

그냥, 속도가 빨라질수록 움직이기 어려운 척도, 즉, 관성이 커진다라고 생각하시면 됩니다.

관성=질량이긴 하지만, 정확한 개념을 아셔야 합니다. 결코 물질이 커지거나 밀도가 커지거나 하는 것이 아닙니다.

2008.06.22.
*(감사드립니다)*...



!/***저의생각/***

참조했습니다)...
https://que-sais2020.tistory.com/m/296

​3) 질량과 속도 증명

(​본문중에서)...
1952년 브룩헤븐 국립연구소는 ‘’양자(수소의 원자핵)‘를 초속 285,000킬로미터 즉 광속의 약 0.95배까지 가속시키는데 성공했다. 그 결과로 양자의 질량은 그 본래의 질량보다 약 3배까지 증가했다. 같은 해 캘리포니아공과대학은 전자(양자의 약 0.0005배의 질량을 가진 음전하의 입자)를 광속에서 1.6킬로미터 모자라는 고속까지 즉 약 0.99999c까지 가속시키는데 성공했다. 이에 상당하는 질량 증가는 본래 질량의 900배다.
*(감사드립니다)*...

​
*저의생각 *
왜 물체의 속도가 빨라지면 물체의 질량이 커지는가?
1). 위글에서 입자가속기에서 전자를 최대한 광속도(c)가깝게 가속시키면 전자의 질량이 본래 질량의 900배 크기로 증가 한다고 합니다

​그러나 전자를 입자가속기에서 최대한
광속도(c)크기에 가깝게 가속시키면 가속되는 전자의 (질량)이 (900)배로 증가하는 것은 결코 아닙니다

​실제로는 입자가속기에서 가속되는 전자의 (가속중력,(관성력)이 900배로 증가하는 것입니다

​우주 만유 물리법칙에서
우주에서 물질의 질량은 물질이 어떠한 외력에 의해서 붕괴되기 전까지는
어떠한 질량 증감도 발생하지 않으며
항상 물질의 우주 절대 고유 질량은 영구히 보존이 됩니다

​2). 실제로 입자가속기에서 가속되는 (전자의 중력)이 900배로 증가하는 이유는,

입자가속기에서 가속되는 전자를 가속시키는(알짜힘)은,(가속운동에너지) 크기에 비례해서 (관성력)이 발생하게 되기때문인것입니다.

​입자가속기에서 가속되는 전자의 (관성력,(가속중력)의 크기증가는 전자의 질량을 직접적으로 증가시키는 것은 아니며 전자의 (관성력,(가속중력),(무개)만을 증가시키는것입니다.

​입자가속기에서 가속되는 전자의 (관성력) 증가는
전자의 (가속중력,(관성력)의 크기증가로 나타납니다

즉 (관성력)과 (가속중력,(중력)은 원래부터 하나의 동일한 우주 절대 고유 물리량입니다





***(속도가 증가하면 질량이 증가하는 이론(일반상대성이론)***

!참조했습니다)
https://m.kin.naver.com/mobile/qna/detail.naver?d1id=4&dirId=40703&docId=327731215&qb=6rCA7IaN7Jq064+ZICDsp4jrn4nspp3qsIA=&enc=utf8&section=kin.qna_ency&rank=2&search_sort=0&spq=0&answerNo=2#answer
!(감사드립니다)...


!,질문)속도가 증가하면 질량이 증가하는 이유(상대성 이론) 

비공개조회수 8582019.05.24.

사이클로트론에 대해 조사를 하는데 이것의 한계점이 속도가 광속에 가까워질수록 질량이 증가하게 되고 질량 증가로 원운동의 주기가 교류전류의 주기와 어긋나게 되어 가속이 힘들다고 들었습니다.


사이클로트론에서 속도 뿐 아니라 질량이 증가한다는 것을 증명하고 싶은데 질량 증가 현상이 특수 상대성이론에서 밖에 못 쓰더라고요. 사이클로트론에서는 원운동을 하거나 전기장의 힘을 받아 전부 가속운동을 해서 일반 상대성 이론을 써야 되는데 일반 상대성이론으로 속력이 빛의 속도에 가까워지면 질량이 커진다는 것을 증명할 수 있나요?


@!(답글1)특수상대성이론이나 일바상대성이론이나 내용은 같습니다. 다만 특수상대성의 경우는 두 계가 서로 등속도로 움직일 경우이고 일반상대성의 경우는 두 계가 가속도를 가지고 움직일 경우의 차이가 있을 뿐입니다.

따라서 특수상대성은 일반상대성의 특별한 경우의 하나일뿐이고 그래서 속도에 따른 운동질량의 증가도 특수론이나 일반론이나 동일합니다.

좀 전문적으로 말하자면 일반상대성이론의 식에서 곡률을 0으로 놓으면 바로 특수상대성이론의 식이 됩니다.

결론적으로 일반상대성이론에서도 빛의 속도에 가까와지면 상대질량이 증가하는 것은 당연하며 이미 수식으로 증명된 것입니다.
!(감사드립니다)..


***저의생각 ***
(1),일반상대성이론 에서
물체의 중력이 증가하면 물체의 질량이 증가한다고 말합니다 ,

그러나 일반상대성이론 이론에서는 물체의 가속운동에너지 증가는 단지 가속하는 물체의 중력을 증가시키며 결코 가속하는 물체의 질량을 직접적으로 증가시킬수는 없습니다

그러한 가속하는 물체의 질량이 증가하는것을 실제실험으로 증명이 되었음을 아직까지도 그어디에서도 본적이 없습니다.

결론적으로 실제로는 가속하는 물체의 질량이 직접적으로 증가하는 것이아니라,
가속하는 물체의(가속중력, (관성력)크기에의해서,
(가속중력, (관성력)을 직접 받는 물체의 무게가 증가했다고 해석해야만합니다.


(2),건물의 엘리베이터가 상하로 가속운동할때마다 탑승한 사람의 질량이 몇kg씩 증감할수는 없는 불가능한 물리법칙입니다

실제로는 건물의 엘리베이터가 상하로 운동할때마다 단지 탑승한 사람들의 몸무게가 몇kg씩 증감한다고 해석하는 것이 상대성이론에서 오류를범하지 않는 올바른일입니다.

우주에서 물체의 (질량)의 물리량은 외력을 가해서 직접적으로 물체를 깨부수지않는한,
스스로는 절대로 변치않는 절대불변 (질량)의 물리량을 보존합니다.