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 [UNK] [UNK], 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 현상
이 이론은 서로 다른 두 물체가 상대적 시간기준계를 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
동시성 [ 편집 ] 이 주제의 자세한 내용은 동시성의 상대성 문서를 참고하십시오. 아인슈타인은 시간에 대해 말하길, " 우리는, 시간에 관한 우리의 모든 명제들이 언제나 동시적 사건들에 관한 명제임을 명심해야 한다. 예를 들어 만일 내가 " 기차는 여기에 7시에 도착한다. " 고 말하면, 그것은 대체로 " 내 시계의 작은 바늘이 7을 가리키는 것과 기차의 도착은 동시적인 사건들이다 " 라는 것을 의미한다. " 그리고 " 한 사건의'시간'은, 그 사건이 일어난 장소에 위치하고 있으며, 또 모든 시간의 규정에 있어서 정지 상태에 있는 어떤 특정 시계와 동조되어 있는 정지상태의 시계를 보고, 그 사건이 일어남과 동시에 읽은 시간이다. " 빛의 속력 [ 편집 ] 이 주제의 자세한 내용은 빛의 속력 문서를 참고하십시오. 빛이 지구에서 달까지 도달하는 데 걸리는 시간을 나타내는 애니메이션. 약 1. 2초가 걸린다 빛의 속력이라는 용어를 사용할 때 우리는 암암리에 진공에서의 빛의 속력을 이야기한다는 것을 가정하고 있다. 빛의 속도는 중요한 의미를 가지고 있다. 시공간에서 유일하게 선호하는 속도가 빛이며, 자연에 이러한 속도 제한이 있다는 것을 알려준다
속력은 관찰자의 속도나 광원의 속도와 무관하게 모든 관성기준계에서 동일한 값을 갖는다. 빛의 속도는 진공에서 2. 997 924 58x108 m / s이다 아인슈타인의 사고실험 [ 편집 ] 등속으로 움직이는 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
로런츠 변환 결과 시간지연 상대질량 질량 - 에너지 등가 길이수축 동시성의 상대성 상대론적 도플러 효과 토머스 세차 상대론적 원반 시공간 민코프스키 공간 세계선 시공도 광추 E = m c 2 { [UNK] displaystyle E = mc ^ { 2 } } G = 8 pi G c 4 T { [UNK] displaystyle [UNK] mathbf { G } = { [UNK] frac { 8 [UNK] pi G } { c ^ { 4 } } } [UNK] mathbf { T } } 일반상대론배경 일반상대론 개론 알반상대론의 수학적 공식화 개론 일반상대론 참고 자료 기본 개념 특수상대론 등가원리 세계선 리만 기하학 시공도 현상 이체문제 중력렌즈 중력파 틀 끌림 측지효과 사건의 지평선 특이점 블랙홀 방정식 중력 선형화 뉴턴 이후 정형화 아인슈타인 방정식 측지방정식 프리드만 방정식 ADM 형식 BSSN 형식 해밀턴 - 야코비 - 아인슈타인 방정식 고급 이론 칼루차 - 클라인 이론 양자중력 브랜스 - 딕 이론 해 슈바르츠실트 라이스너 - [UNK] 괴델 커 커 - 뉴먼 캐스너 타브 - 넛 밀른 로버트슨 - 워커 pp - 파동 판 [UNK] 먼지 과학자 아인슈타인 플랑크 로런츠 힐베르트 푸앵카레 슈바르츠실트 더 시터르 라이스너
입장에서 광속으로 여행 중인 형의 시간은 느리게 흐르기 때문에 형이 여행을 하고 돌아오면 동생의 나이가 더 많을 것이다. 그러나 운동은 상대적인 것이므로, 우주선을 타고 있는 형의 입장에서 보면 동생의 시간이 느려지는 것으로 보이게 될 것이므로 역설이 발생한다. 실제로 우주선이 일정한 속도로 비행하는 동안에 지구와 우주선은 동등한 관성계에 있으므로, 어느쪽에서 보아도 상대방의 시계가 느려지는 것으로 보인다. 그러나 우주선이 지구에서 출발할 때, 목적지에서 방향을 전환할 때, 귀환할 때 각각 감속과 가속이라는 단계가 수반된다. 지구를 출발할 때와 도착할 때의 가속도는 지구의 관측자와 거의 같은 위치에서 일어남으로 시간지연이 일어나지 않는다. 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
는 시간은 우주 어디서든 진행 방식이 같고, 어떤 것의 영향을 받지 않으면서도 항상 같은 속도로 흘러가는 절대적인 것이다. 이를'절대시간'이라고도 칭한다. 그의 저서'프린키피아'에서 그는 이렇게 말한다. " 수학적이며 진리적인 절대시간은 외부의 그 어떤 것과 상관없이 그것 자체로 흐른다. " 즉, 시간이 사물의 존재나 변화와는 독립적으로 존재한다는 것이다. 그러나 아인슈타인의 특수상대성 이론에서'절대 시간'에 대한 생각을 뒤엎어버렸다. " 운동하는 시계의 진행은 느려진다. 운동의 속도가 빛의 빠르기에 가까워질수록 시간의 지연은 강해지고, 빛의 빠르기에 도달하면 시간은 멈춘다. " 광속에 가까운 속도로 운동하면 할수록 그곳에서는 시간이 더욱 느려진다는 것이다. 즉, 시간은 신축적이고 상대적이라는 것이다. 이후 일반상대성이론은 중력에 의해서도 시간이 지연된다는 사실을 밝혔다. 일반상대성이론에서의 시간지연을 간단하게 언급하자면, 중력이 센 곳일수록 시간은 느리게 흘러간다. 시간의 동시성 [ 편집 ] 이 주제의 자세한 내용은 동시성의 상대성 문서를 참고하십시오. 아인슈타인은 시간에 대해 말하길, " 우리는, 시간에 관한 우리의 모든 명제
. t = t o 1 - v 2 / c 2 { [UNK] displaystyle [UNK] t = { [UNK] frac { t - { [UNK] text { o } } } { [UNK] sqrt { 1 - v ^ { 2 } / c ^ { 2 } } } } } →식 < 3 > 우주선의 속도v와 빛의 속도c는 양의 상수이므로, 분모는 1 - v 2 / c 2 { [UNK] displaystyle { [UNK] sqrt { 1 - v ^ { 2 } / c ^ { 2 } } } } 항상 1보다 작다, t는 항상 to보다 길다는 것을 의미하는 동시에, v의 값이 빛의 속도 c비해 아주 작다면 무시할 수 있는 양이라는 것을 의미한다. 즉, 지구상에 있는 관찰자A가 자신에 비해 빛의 속도와 견줄만한 속도로 운동하는 우주선에 있는 시계를 보았을 때, 지상에 정지한 시계에 비해 느리게 가는 것처럼 보인다. 이는 상대적으로 관찰자 B가 관찰자 A의 기준계에 위치한 빛 시계를 관찰했을 때 동일한 원리가 작용한다. 즉, 모든 관찰자에게는 자신에 대해 상대적으로 움직이는 시계가 정지한 시계보다 느리게 간다. 시간지연의 실험적 이론적 뒷받침 [ 편집 ] 뮤온 입자붕괴 [ 편집 ] 대기
'전등'을 켠다. 전등 불빛은 빛이므로 빛의 속도 ( 광속 ) 로 달린다. 기차 밖 정지한 관찰자에게 전등 빛의 속도는 얼마로 보일까. 고전적 계산법으론 전등 빛의 속도는 기차 속도에 광속을 더한 속도여야 하지만, 아인슈타인이 보기엔 우주의 어떤 물체도 광속을 넘을 수 없으므로, 그 속도 ('기차 속도전등 빛 속도') 는'전등 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
관찰자에게는 자신에 대해 상대적으로 움직이는 시계가 정지한 시계보다 느리게 간다. 시간지연의 실험적 이론적 뒷받침 [ 편집 ] 뮤온 입자붕괴 [ 편집 ] 대기권 높이 띄워 올린 기구를 이용한 실험에서 새로운 기본입자가 많이 관찰 되었는데, 그러한 입자들은 하늘에서 지구로 떨어지는 우주선이 대기의 공기 분자와 충돌 하면서 생성되며 수백 내지 수십 킬로미터 상공에서 발생하여 지상을 쏟아져 내리게 된다. 그 입자들 중 하나인'뮤온'입자는 상대성 이론의 시간지연을 체험하는 입자이다. 뮤온 입자는 경 입자족 중 하나로 pi중간자 및 K중간자가 붕괴할 때 생기는 불안정한 입자로, 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 날아
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.