주의: 움직이는 물체의 길이가 수축되어 보인다는 결과를 도출하기 위해서는 이 시뮬레이션의 설명을 끝까지 정독해야 합니다. (특수 상대성 이론을 위 시뮬레이션 만으로 설명하기는 어렵습니다.) 이 시뮬레이션에서 사용된 기호의 뜻은 다음과 같습니다.
특수 상대성 이론특수 상대성 이론은 빛의 속도와 같이 매우 빨리 이동하는 물체를 다루는 물리 이론입니다. 물체의 속도가 증가하면, 고전 역학(뉴턴 역학)으로 설명할 수 없는 현상들이 나타납니다. 이를 설명하기 위한 이론이 특수 상대성 이론이며, 고전 역학과 완벽하게 호환됩니다. 특수 상대성 이론은 누구나 알고 있는 유명한 물리학자, 알버트 아인슈타인의 아이디어입니다. 가정특수 상대성 이론은 다음과 같은 두 개의 가정으로부터 시작됩니다.
특수 상대성 이론으로 인해 일어나는 일들특수 상대성 이론에 따르면 다음과 같은 재미있는 일들이 일어납니다.
시간 팽창(시간 지연)시간 팽창에 대한 설명은 https://javalab.org/special_relativity/을 참고 바랍니다. 길이 수축아주 빠른 속도로 이동중인 물체는 길이가 수축된 것으로 측정됩니다. 열차가 정지해 있는 경우(또는 열차 내부)열차 안과 바깥이 동일한 관성계입니다. 열차가 속력 \(v\)로 움직이는 경우출발한 빛이 오른쪽으로 이동하는데 걸리는 시간을 \(t_1\)이라고 하면, 이동 거리는 \(L + vt_1\)입니다. 빛의 입장에서 이동 거리는 \(ct_1\)이며, 두 값은 서로 같습니다. 반사된 빛이 왼쪽으로 이동하는데 걸리는 시간을
\(t_2\)라고 하면, 이동 거리는 \(L - vt_2\)입니다. 빛의 입장에서 이동 거리는 \(ct_2\)이며, 두 값은 서로 같습니다. 빛이 되돌아오는데 걸리는 전체 시간은 \(t_1\)과 \(t_2\)의 합이 됩니다. 왕복에 걸리는 시간 \(t\)를 시간 팽창 방정식 \(t = \frac{t_o}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}\)의 시간 \(t\)와 같다고 하면, 즉, 움직이는 물체의 길이는 항상 줄어드는 것으로 측정됩니다. |