##을 하는 기준계를 갖고 날아가는 우주선을 탄 관찰자 B가 있다. 두 관찰자 옆에 각각 빛으로 측정하는 거울초시계를 놓는다. 마주보고 있는 두 개의 거울 사이로 빛이 반사되어 그 사이를 왕복하며 시간을 측정하는 거울초시계는 빛이 한번 왕복할 때 1초의 시간을 측정한다. 관찰자A가 관찰한 자신의 거울초시계와 B가 관찰한 자신의 거울초시계는 정확히 똑같이 1초씩 흘러간다. 그런데 A가 B의 거울초시계를 관찰하면 B의 거울초시계의 주기는 B가 관찰한 것과 같지 않다. B는 A에 대하여 등속도 운동을 하고 있으므로 A가 관찰한 B의 거울초시계의 빛이 아래 거울에서 위 거울까지 갈 때의 관찰 경로가 상대적으로 길게 보인다. A기준계나 B기준계 모두에서 빛의 속도는 동일하므로, 늘어난 이동경로만큼 A에서 관찰되는 빛이 B거울까지 도달하기까지의 시간 또한 길어져야 한다. 이를 수치상으로 표현해보면, B가 관찰한 B기준계의 거울초시계 왕복시간 간격을 to라고 놓고, 거울과 거울 사이 거리를 Lo라고 한다. 그러면 한쪽 거울에서 다른 쪽 거울까지 가는 시간은 to / 2 이고 빛의 속력을 c라고
기차다. 승객이 공을 떨어뜨리면 승객 눈에 공의 궤도는 직선이다. 기차 밖 사람이 본 공의 궤도는 포물선을 그리며 떨어진다. 아인슈타인은 주로'사고실험'을 통해 개념을 정립하였다. 이는 주변의 사실들을 관찰한 다음 그러한 관찰로부터 어떤 사실을 이끌어내는 귀납적 방법이 아니라, 가설을 먼저 세운 뒤, 머릿속으로 그러한 진리를 " 사고 실험 " 을 통해 검증하여 결론에 도달하는 연역적 방법을 동반한다. 즉, 가설적 결론을 먼저 세운 다음, 이를 증명하는 방법으로 보여주는 것이다. 그는'느려지는 시간'이나'휘어진 시공간'같은 현대 물리학과 우주론의 패러다임을 이러한 생각의 실험을 통해 새롭게 바꿔놓았다. 아인슈타인은'등속'으로 움직이는 기차에 탄 승객과 기차 밖 관찰자라는'사고 실험'을 통해 시간의 상대성 개념을 이끌어낸다. 정지한 기차에서 승객이 빨간 공을 떨어뜨리면 빨간 공이 자유 낙하한다. 승객은 공이 직선으로 떨어지는 것을 보았고 기차 밖 사람도 승객과 같은 공의 궤도를 본다. 이번엔'등속'( 일정한 속도 ) 으로 움직이는 기차다. 승객이 공을 떨어뜨리면 승객 눈에 공의 궤도는 직선이다. 기차 밖 사람이 본 공의 궤도는 포물선
##를 Lo라고 한다. 그러면 한쪽 거울에서 다른 쪽 거울까지 가는 시간은 to / 2 이고 빛의 속력을 c라고 나타내면, 다음과 같은 식이 성립한다. t o = 2 L o c { displaystyle t - { text { o } } = { frac { 2L - { text { o } } } { c } } } →식 < 1 > 관찰자 B가 타고 있는 우주선은 관찰자 A에 대해 상대적으로 v속도로 등속도 운동을 한다. 관찰자A가 바라본 B기준계 빛 시계의 한쪽 거울에서 다른 쪽 거울까지 가는데 걸리는 시간은 t / 2이고, 그동안 거울은 수평으로 v ( t / 2 ) 만큼 움직였으므로, 빛이 지나간 전체거리는 c ( t / 2 ) 이다. 그리고 거울과 거울 사이의 거리는 Lo이므로 피타고라스 정리에 의해, ( v t 2 ) 2 L o 2 = ( c t 2 ) 2 { displaystyle { ( { frac { vt } { 2 } } ) } ^ { 2 } { L - { text { o } } } ^ { 2 } = { ( { frac { ct } { 2 } } ) } ^ { 2 } } 이 성립한다. 이를 t에 대해 풀면, t = 2 L o c 1 - v
시간지연 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 시간지연 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 특수상대론 특수상대론 개론 상대성원리 상대성이론 토대 상대운동 관성 좌표계 광속 맥스웰 방정식 로런츠 변환 현상 시간지연 상대질량 질량 - 에너지 등가 길이수축 동시성의 상대성 상대론적 도플러 효과 토머스 세차 상대론적 원반 벨의 우주선 역설 에렌페스트 역설 시공간 민코프스키 공간 시간선 시공도 광추 동역학 고유시간 불변질량 사차원 운동량 역사 갈릴레오 상대성 갈릴레오 변환 에테르설 과학자 아인슈타인 조머펠트 마이컬슨 몰리 피츠제럴드 헤르글로츠 로런츠 푸앵카레 민코프스키 피조 아브라함 보른 플랑크 폰 라우에 에렌페스트 톨먼 디랙 v. d. e. h 시간지연 ( 時 間, time lag, time delay, time dilation ) 은 아인슈타인의 특수상대성 이론의 결과물 중 하나로, 시간기준계가 절대적이라는 기존의 가정을 부정하고 상대적 시간기준계를 제시한 이론이다. 이 이론은 서로 다른 두 물체가 상대적 시간기준계를 가졌다는 기준 하에, 더 빠르게 움직이는 물체의 시간이 다른 물체에게 상대적으로 더 느리게 관측되는
빛 속도,'곧 광속이 되어야 한다. 아인슈타인은 이 딜레마가 속도의 정의와 연관이 있다고 보았다.'속도 = 변위 / 시간'이다. 속도는'변위를 시간으로 나눈'양이므로, 분자 ( 변위 ) 가 커졌는데 속도는 변함없다면, 당연히 분모인 시간도 커졌을 ( 늘어났을 ) 것이다. 아인슈타인이 내놓은 답은'시간의 연장'이었다. 이를 기차 속 전등 빛에 적용하면 속도 ( 광속 ) 는 일정한데 거리가 길어졌으니 시간도 늘어나야 한다. 그는'달리는 기차 안에서는 시간이 늘어난다'고 결론 내린다. 시간 연장공식에 따르면 속도가 광속의 5분의 3배 ( 60 % ) 가 되었을 때, 시간은 1. 25배 ( 125 % ) 로 늘어난다. 수치적 접근 [ 편집 ] 시간 간격의 측정은 관측자와 관측 대상 사이의 상대적 운동에 의해 영향을 받는다. 그 결과로 관측자에 대해 움직이는 시계는 움직이지 않는 시계보다 느리게 간다. 지구를 하나의 상대적으로 움직이지 않는 관성계라고 보자. 지상 위에 관찰자 A가 서있고, 그 위로 A에 대해 상대적으로 등속도 운동을 하는 기준계를 갖고 날아가는 우주선을 탄 관찰자 B가 있다. 두 관찰자 옆에 각각 빛으로 측정하는 거울
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##로, 전자 또는 양전자와 중성미자로 붕괴되며 수명은 약 2. 2 마이크로초이다. 대기권 상층부에서 발생한 뮤온이 지상에 도달하기 위해서는 최소 200마이크로 초의 시간이 걸리기 때문에 이론적으로는 지상에서 뮤온을 발견 할 수 없어야 하지만 뮤온이 지상까지 도달하는 것이 관측된다. 이는 상대성 이론의 시간지연에 의해 뮤온의 수명이 길어졌기 때문인 것으로 볼 수 있다. 우주선이 대기권에 도달했을 때 대기의 분자와 충돌하여 뮤온이 만들어지고, 이때 뮤온이 광속에 가까운 속도로 날아감으로서 시간지연현상이 발생하게 된다. 지상의 관측자를 기준으로 하였을 때 광속의 속도로 날아가고 있는 뮤온의 시간은 느리게 흘러 수명이 늘어난 것으로 관측되는 것이다. 그러나 뮤온의 입장에서 보면 뮤온의 수명은 늘어나지 않는다. 같은 계에서 시간의 빠르기는 언제나 같으며 다만 공간이 줄어든 것이다. 즉 뮤온의 입장에서 보면 특수 상대성 이론의 효과에 의해 지구와 대기권이 납작해지기 때문에 뮤온은 수명이 다하기 전에 지상에 도착할 수 있게 된다. 쌍둥이 역설 [ 편집 ] 이 주제의 자세한 내용은 쌍둥이 역설 문서를 참고하십시오.
##준계를 가졌다는 기준 하에, 더 빠르게 움직이는 물체의 시간이 다른 물체에게 상대적으로 더 느리게 관측되는 현상을 설명한다. 이를 뒷받침하는 예로 뮤온 입자, 원자시계 실험 등이 있다. 시간지연 외에도 시간팽창, 시간늘어남이라고 불린다. 목차 1 특수상대성이론의 시간지연 1. 1 특수상대성이론 용어정리 1. 1. 1 절대시간 - 상대적 시간 1. 1. 2 시간의 동시성 1. 1. 3 빛의 속력 1. 2 특수상대성이론의 가정 2 아인슈타인의 사고실험 3 수치적 접근 4 시간지연의 실험적 이론적 뒷받침 4. 1 뮤온 입자붕괴 4. 2 쌍둥이 역설 4. 3 원자 시계 5 같이 보기 6 참고문헌 7 외부 링크 특수상대성이론의 시간지연 [ 편집 ] 특수상대성이론 용어정리 [ 편집 ] 절대시간 - 상대적 시간 [ 편집 ] 우선 아인슈타인이 정의한 시간과 그 이전 뉴턴이 정의한 시간에 대해 생각해 볼 필요가 있다. 아인슈타인 이전, 아이작 뉴턴의 고전역학에서는 시간은 우주 어디서든 진행 방식이 같고, 어떤 것의 영향을 받지 않으면서도 항상 같은 속도로 흘러가는 절대적인 것이다. 이를'절대시간'이라고도 칭한다. 그의 저서'프린키피아 '
##다. 중력장에 의한 시간 지연은 중력장안의 시계와 관측자 사이의 거리에도 비례하기 때문이다. 그러나 목적지에서 방향을 전환할 때 가속되고 있는 계는 중력장 속을 여행하는 것과 같으며 이것은 휘어진 시공간을 여행하는 것이다. 상대성이론에 의하면 중력장을 통과하는 동안에는 시간이 천천히 가게 되므로 결국 역설은 성립되지 않게 된다. 원자 시계 [ 편집 ] 시간은 지구의 자전을 기준으로 정해지는데, 자전의 길이는 규칙적이지 않기 때문에 그보다 일정한 간격의 시계로 고안된 것이 원자시계이다. 수소 원자나 원자를 이용하는 방식도 있으나 일반 적으로는 세슘 원자가 복사하는 9, 192, 631, 770Hz의 주파수를 사용하여 시간간격을 결정한다. 정밀한 시간측정이 가능한 원자시계의 출현은 상대성 이론을 실험으로 증명하는데 큰 역할을 했다. 1971년 물리학자 헤이펠과 키팅의 상대성 이론 증명 실험에서 원자시계가 사용되었다. 실험은 총 3개의 동일한 원자시계를 사용하여, 하나는 지상 연구소에 두고 지구 동쪽으로 회전하는 제트 비행기와 서쪽으로 회전하는 제트비행기에 각각 하나씩 두어 세 원자시계의 시간을 비교하는 방식으로 진행 되었다. 실험 결과 지상
회전하는 제트비행기에 각각 하나씩 두어 세 원자시계의 시간을 비교하는 방식으로 진행 되었다. 실험 결과 지상 연구소의 시계를 기준으로 하여 동쪽으로 회전한 제트기의 시계는 10억분의 59초 느리게, 서쪽으로 회전한 제트기의 시계는 10억분의 273초 더 빨리 흐른 것이 측정 되어 상대성 이론을 실험적으로 증명하는데 성공한 사례가 되었다. 같이 보기 [ 편집 ] 상대성 이론 특수 상대성 이론 일반 상대성 이론 시간 쌍둥이 역설 로런츠 변환 중력시간지연 참고문헌 [ 편집 ] Arthur Beiser ( 2011 ). 《 현대물리학 6판 》. 교보문고. 송은영 ( 2010 ). 《 아인슈타인의 생각실험실 》. 캐럴 ( 2010 ). 《 현대물리학, 시간과 우주의 비밀에 답하다 》. 다른세상. 존 S. 릭던 ( 2005 ). 《 1905 아인슈타인에게 무슨 일이 일어났나 》. 랜덤하우스중앙. 차동우 ( 2005 ). 《 상대성 이론 》. ( 주 ) 북스힐. 외부 링크 [ 편집 ] 공용에 분류가 있습니다. 시간지연 네이버 캐스트 - 시공간은 휘어져 있나, 상대론과 E = MC2 쌍둥이 역설 일반상대성이론 특수 상대성이론 vdeh상대론특수상대론배경 상대성 원리 특수상대
시간 팽창(영어: time dilation)은 과학자 아인슈타인이 주창한 일반 상대성 이론의 결과물 중 하나로, 시간 기준계가 절대적이라는 기존의 가정을 부정하고 상대적 시간기준계를 제시한 이론이다. 이 이론은 서로 다른 두 물체가 상대적 시간기준계를 가졌다는 기준 하에, 움직이는 물체에서의 시간이 정지한 다른 물체에서의 시간보다 상대적으로 더 느리게 흐르는 현상을 설명한다. 이를 뒷받침하는 예로 뮤온 입자, 원자시계 실험 등이 있다. 시간 팽창 외에도 시간 지연, 시간 늘어남으로 불린다.