상대성 이론 편집하기 (부분)

===특수 상대성 이론의 베이스 가설===
이걸 거르시면 안 됩니다.

====상대성 원리====
상대속도가 일정한 기준계들은 모든 물리법칙이 동일하다는 원리이다. 가령 지구에 대해 10^7 ㎧의 속력으로 달리는 우주선에 박근혜가 타고 있고 명박이는 지구에 서 있다고 치자. 그럼 거기서 일어나는 물리법칙이나 지구에서 일어나는 물리법칙이나 똑같다는 것이다. 단 이 원리는 상대속도가 일정해야 한다. 일정하지 않고 가속도가 있다면 그건 일반 상대성 이론을 적용해야 한다.

====광속 불변의 원리====
광속은 어느 기준계에서나 똑같다는 원리이다. 가령 지구에 대해 10{{위첨자|5}} ㎧로 달리는 우주선에 파워레인저가 타고 있고 울트라맨은 지구에 가만히 서서 보고 있다고 하자. 그럼 둘 다 레이저빔을 날리면 걔나 나나 광속이 같다. 물론 둘 다 총알을 쏘면 파워레인저가 훨씬 더 빠르겠지. 이거 가지고 물리I 문제에서 겁나 우려먹는다.

사실 위에 있는 상대성원리에서 유도되는 내용이여서 대학교에서는 해당 내용을 빼는 경우도 많다.
광속의 속도는 맥스웰 방정식으로부터 유도가 되거든...

====길이 수축====
물체가 겁나 빠르면 길이 줄어듦.

어쨌든 물체가 광속에 가까워지면 길이수축이 일어나는데, 그 수치는 로렌츠 인자라고 해서 γ = 1/sqrt(1-v{{위첨자|2}}/c{{위첨자|2}})의 역수에 따라 감소한다. 그래서 c의 0.999배 정도 되면 1이었던 물체의 길이는 0.0447배로 줄어든다. 짜부

로렌츠 인자가 어떻게 나오는지 증명하고 싶지만 디키가 Tex문법을 모르기에 걸러둔다. Tex문법 좀 추가해줘요 개발자니뮤ㅠ 좆고딩에서는 이걸 피타고라스의 정리를 이용해서 가끔 증명한다. 시발 우리 학교 내신에 이거 서술형으로 증명하라고 나옴 ㅋㅋㅋㅋ

<math>γ = 1 \over {1 - v{{위첨자|2}}\over c{{위첨자|2}}</math>

ㄴ 아직도 시험중이라 뜬다. 시험 언제까지 할거냐...

예를 들면 설명하면 어릴.때 볼펜가지고 왔다같다 하면 볼펜이 작아지는것 처럼 보인다 그런 원리다 

디시에서 이거보고 짜부라진다느니 하는 급식충이 보이던데 길이가 줄어든다는 거지 몸뚱이가 구겨지는게 아니다.

아주 간단히 이해하면 만화에 나오는 초능력자가 공간이 왜곡시켜서 사람이 찌그러지지만 걔들이 실제로 찌그러진건 아닌 것처럼. 그렇다고 광속으로 달리면 공간이 왜곡된다는 건 아니고 실제로도 줄어든다.....??? 이거 어떻게 말해야하지?? 그러니까 광속으로 달걀을 날리면 광속으로 달리는 동안 길이가 줄어들지만 깨지지않고 다시 멈췄을때도 깨지지않고 멀쩡하다.

====질량 변화====
물체가 겁나 빠르면 무게가 증가함. 에너지가 증가해서 질량이 증가한다고 보는 것.

질량 증가란 개념은 아인슈타인도 걸렀다. 그냥 운동량의 증가다. 역시 로렌츠 인자를 이용해 운동량을 달리 정의한다. p = γmv로 정의하고, v가 c보다 한없이 작으면(그래도 우리가 빠르다 생각하는 속도) 운동량은 mv로 근사하고, v가 c의 0.8배 정도 되면 γ의 효과가 눈에 띄게 증가한다.

근데 무게와 질량을 잘 구별해야 하는데, 질량은 우주에 둥둥 떠다녀도 어디에서든지 똑같은 불변의 물리량이지만, 무게는 중력 가속도가 얼마나 미치는지에 따라 달라진다. 달에 갈 수 있으면 우리 디키코모리들의 무게는 1/6이 되겠지만, 질량은 그대로란 말이지. 지구의 중력 가속도는 평균적으로 9.8 ㎨이다. 자신의 질량은 무게에서 9.8을 나누면 된다. 하지만 일상적인 체중계는 자기가 받는 힘에 9.8을 나눠서 질량인 것처럼(단위는 kgf, 1kgf = 9.8N) 보여주기 때문에 체중계에 올라서면 보여주는 수치가 100 kgf인데 질량이 10 ㎏ 좀 넘을 거라고 생각하지 말자. 지구에서의 네놈의 무게는 1000N에 육박한다. 버텨주는 발에 감사하자. 더 정밀한 실험실 질량계는 자기가 직접 자기가 있는 곳의 중력 가속도를 측정해서 친절하게 나눠준다. 우주에서는 용수철 사이에 끼워 넣고 진동시켰을 때 (각)진동수 ω = sqrt(k/m)에 의해 m을 측정할 수 있다.

무엇보다 중요한 점은 이 현상 때문에 [[광자]]처럼 질량이 없는 입자가 아니면, 가속에 필요한 에너지가 무한대로 발산하기 때문에 절대 광속에 도달할 수 없다. 쉽게 말하면 광속에 가까워지면 질량이 늘어나고, 늘어난 질량 때문에 속도를 못 낸다. 속도를 더 내도록 에너지를 주면 또 질량이 늘어난다. 또 주면 또 늘어나고....결국 광속에 도달하지 못한다.

질량 0의 스핀을 갖는 [[중력자]]가 존재한다고 예상하는 사람들이 여기에서 직감을 얻는다. [[중력파]]의 전달 속도를 실제로 태양계에서 관측한 결과 빛의 속도와 99.99%이상 일치했기 때문이다.

====시간 지연====
'''<big><big> 나의 시간과 너의 시간이 다르다. 즉, 시간은 상대적인 것이다. </big></big>'''

이론적으로 [[타임머신]]이 가능하다는걸 말해준다. 하지만 그 [[타임머신]]이 미래로만 갈 수 있는 한방향 타임머신이라 그렇지.

속도가 겁나 빠른 놈의 시간이 느리게 간다

정확히 말하면 상대속도이다. 내 기준계에 비해 저놈의 기준계가 빠르게 달리면 역시 로렌츠 인자에 의해 내가 볼 때 저놈의 기준계 시계에서 흐른 시간이 증가해 마치 저놈의 시간이 느리게 가는 것처럼 보인다. 물론 저쪽도 나와 마찬가지. 저쪽에서 볼 땐 내 시계가 느리게 가는 것처럼 보인다.

덧붙여서 설명하면 1초의 정의가 빛이 위 아래를 한번 왔다 갔다 했을때 1 초로 정의하지 근데 지그에서는 빛이 수직으로 위 아래 위 아래 움직이는데 빛의 속도로 근덥해서 진행하는 우주선이 있다고 치면 그 우주선 에서 빛은 수직이 아닌 대각선으로 위 아래 이동한다 즉 빛이 더 길게 위 아래로 이동한다는거 그러니 1 초의 길이가 지구에 비해 더 길어지지

==== 한꺼번에 그림 하나로 정리하자 ====

[[파일:Minkowski Diagram.png]]

Minkowski 다이어그램은 속도가 다른 두 관측자 사이의 시간 지연, 길이 수축, 질량 변화를 한 눈에 보이게 해 준다.

쉽게 설명하면 광속은 모든 관측자에 대한 시공간의 '''지평선'''이다. 다가가면 그만큼 멀어지는 그런 존재란 말이다. 그래서 빨리 가속하면 할수록 그 좌표계에서 광속이라는 시공간의 지평선이 새롭게 정의되고, 그러기 위해 [[시공]] 두 축에 변환이 일어나기 때문에 시간 지연, 길이 수축이 나타나는 것이다.

질량 변화도 마찬가지다. 질량은 시공을 휘는 것인데, 시공간의 면적이 짜부러드는 건 곧 질량이 있는 점에서 곡률을 증가시키는 일이고, 또한 그만큼 구멍이 깊어진단 얘기다. 쉽게 말해 광속에 가깝게 가속할수록 더욱 시공간이 짜부러지니 그만큼 질량도 늘어나는 게 설명된다.

불가능한 가정이지만, [[너]]가 질량이 없어 빛의 속도에 도달할 수 있다면, 다이어그램의 시공간 면적이 0이 되므로 시간이란 개념이 없어지며, 모든 시간 축에 있는 사건이 동시에 관측되고 너가 얼만큼 이동했는지 알 수 없게 된다. 즉 광자의 입장에서는 우주의 현재, 과거, 미래의 모든 공간이 하나로 보일 것이다.

==== 양자역학과의 통합 ====
20세기 때 통합되었다. 이 때 탄생한게 [[양자전기역학]]이라고 한다.