무엇이든 물어보세요. (묻고 답하고)
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로렌츠 피츠 제럴드 변환공식에서 시간대신 질량이 들어가도 되는 이유는 뭔가요?
원래 속력과 시간간의 관계를 내주던 공식인데, 질량에도 이게 쓰일 수 있는건 어떤 이유에서인가요?
에너지와 질량을 동일시하는 공식은 유명하고 가속도와 중력을 구분하지 않는것도 알려져있지만
시간과 질량을 상수도 없이 그대로 치환할 수 있는 이유를 알고 싶습니다.
한가지 더 추가하여...
약 40m/s으로 움직이는 운동계안에서 공을 0.1m높이로 1초동안 던졌다 받았을때의 상황을 가정해보면,
로렌츠 변환을 해도 거의 무의미할 정도로 시간이 크게 차이가 없습니다만, 정지계에서는 거의 40m의 거리를, 운동계에서는 0.2m의 거리를 같은 1초동안 받은건데, 왜 각 계를 비교하면 200배나 속력이 차이가 크게 나는가 하는겁니다. 어디에 오류가 발생한지 모르겠네요. 가르쳐주세요.
ImpMK
시간 대신 질량이 들어가도 된다뇨? 그 출처가 어디지요? 처음 들어보는데요.
두전째 질문은 무슨 말씀인지 모르겠네요. 어떤 점이 오류라고 생각하시는 건가요?
오랜만에 확인하여보니 이러한 답변을 받았습니다.
한페이지가 넘어가도록 답변이 없어서 그냥 잊었는데...
네이버에서 특수상대성이론 질량으로만 찾아도 로렌츠 피츠 제럴드 공식을 사용하며, 그 외 간단한 과학 책에서도 이러한 변환을 쓰던데, 그것이 모조리 다 틀렸거나, 제가 이해를 잘못했다는 뜻이겠네요. 아마도 후자의 원인이 큰 듯 합니다. 그러하다면 다시한번 저의 잘못 이해한 점을 잡아주시길 바랍니다. 상대성이론 질량변환 공식과 그 변환과정을 알려주실 수 있으신 분 없으신지요.
속도가 늘어날수록 질량이 어떻게 변환하는지, 알려주세요. 혹시나 질량과 에너지가 구분되지 않는다 하여, E=MC^2을 쓰지 않고 가르쳐 주세요. 실제적으로 쓰이는 m(운동질량)=루트(1/(1=V^2/C^2))*M(정지질량)which also used 공간수축과 시간 인데, 시간에 대해서는 설명을 들었습니다. 즉, 이게 왜 질량과 공간에 대해서도 그대로 쓰일 수 있는지 궁금한겁니다.
두번째 질문은...
로렌츠 변환때에서 정지 관성계에서는 공을 0.1 m 높이로 1초동안 던졌다 받았을때는 이것이 0.2m/s의 시간을 기록합니다. 하지만 약 40m/s로 움직이는 관성계에서는 2*루트(20m^2+0.1^2) 로 움직이는거리가 대략 40m에 달합니다. 즉, 정지 관성계에서는 0.2m/s였으며, 운동 관성계에서는 40m/s에 달하게 됩니다. 즉 이걸 조정해야 할 시간은 200배 차이가 나지만... 하지만 이걸 잡아줘야 할 로렌츠 공식은 거의 차이가 나지 않습니다. 즉, 지금 이 컨셉이 어딘가 틀렸다는걸 말하며, 바로 이 예제를 실어놓은 엔하는 '물론 이건 어디까지나 공이 빛과 똑같은 특성을 가졌다는 전제 하에 일어나는 일이다. ' 라는 주석을 붙여놓았지만, 제가 알기론 이 법칙은 굳이 빛의 특성이 아니더라도 현실에서도 거의 오차가 나진 않지만 충분히 정밀한 시계로 측정되었을 때는 발견되는 일로 알고 있습니다. 즉, 어딘가 이 가정이 틀렸다는걸 말하며, 그게 뭔지 알려달라는 뜻입니다.
Hominis Possunt Historiam Condonare, Sed Deus Non Vult
기차 안과 밖을 같은 관성계로 보고 기차를 운동계로 볼 경우에는...
기차가 너무 느립니다.(!)
겨우 40m/s 정도로 시간 수축을 계산한다는 건 무리죠. 유명한 로렌츠 인자 1/(1-v^2/c^2)^0.5 로 봐도 1.0000000000000088888888888890074...
즉 약 100조분의 1 정도의 차이만이 나게 되는데, 빛 입장에서는 둘 다 그냥 '매우 느린 속도' 입니다. 그러니까 고전 역학으로 계산해도 오차가 거의 없게 되죠.
위 그래프는 시간이지만 어차피 시간이나 길이나 질량이나 들어가는 변수 차이지 변화량은 같으니 보자면, 0.1c, 즉 3만 킬로미터/s 일 경우에도 눈에 띄는 변화가 일어나지 않습니다. 즉, 로렌츠 변환을 써야 할 정도로 의미있는 속도가 아니면 그냥 고전역학만 생각해도 됩니다.
아침에 잠시 들렀다가 두 번째에만 답을 달자면,
관성계에서는 그 외부(다른 관성계)에서 관측한 속도는 별 의미가 없습니다.
간단히 말하면, 기차 외부라고 해도 지구의 자전이 있고, 공전이 있고, 태양의 공전이 있고, 은하의 공전이 있습니다.
이런 움직임을 다 외부에서 본다면 속도는 달라지게 되기 때문에 관성계 내부의 속도만 의미가 있는 거죠.