!!!(저의의문)(Gemini)의 답변/상대성이론의 의문/ 왜 우리우주에는 절대속도라는 개념은 존재할 수 없는가?”(3)/...
(1).우주에서 정지한 정지관성계 우주선에서 발사한 총알의속도는 10km/s로 날아갑니다
(2)..우주에서 10km/s로주행하는 등속관성계 우주선에서 발사한 총알의속도 역시 10km/s로 날아갑니다
(3) 위의(1,2)에서의 총알의 물리법칙은 완벽하게 동일합니까.?
또한 우주선 외부에서 관측하는 경우도 동일하게 관측이됩니까
(4).만약에 서로 다르게 관측이된다면 실제 물리적인 총알의 실제 속도는 어느편에 속하나요
(5).왜 절대속도라는 개념은 존재할 수 없는가?”
(6). 우리 우주에 우주 절대속도라는 개념이 존재할 수 있다고 한다면 우주의 물리법칙은 어떠한 문제가 발생 하는가.
(7).저의 의문인 .왜 절대속도라는 개념은 존재할 수 없는가?”의 쳋gpt의 주장은 결론적으로
상대성이론의 붕괴를 막기위한 하나의 수단일뿐인가요
(8)만약에 상대성이론의 완벽하게 틀렸다고 가정을한다면
저의 의문인 .우리우두에서의 (왜 절대속도)라는 개념은 어떠한 의문도없이 존재할 수 있는건가요?”
!!!/(Gemini)의 답변/...
(1), (2), (3)에 대한 답변입니다.
네, (1)과 (2)의 상황에서 총알의 물리 법칙은 완벽하게 동일합니다. 이것이 바로 아인슈타인의 상대성 원리의 핵심입니다. 상대성 원리는 모든 관성계에서 물리 법칙이 동일하게 적용된다는 것을 의미합니다. 우주선 내부에서 총알이 발사될 때, 우주선이 정지해 있든 등속으로 움직이든 총알은 해당 관성계 내에서 동일한 가속도와 속도 변화를 보입니다.
(4)에 대한 답변입니다.
우주선 외부에서 관측하는 경우 속도는 다르게 관측됩니다.
정지 관성계 우주선 (1)의 경우: 외부 관측자에게 총알의 속도는 발사된 속도 그대로 10km/s로 보입니다.
10km/s로 주행하는 등속 관성계 우주선 (2)의 경우: 외부 관측자는 총알의 속도를 우주선의 속도와 총알 자체의 속도를 합산한 20km/s로 관측합니다.
하지만 중요한 것은 물리적인 총알의 실제 속도라는 개념은 상대성 이론에서는 의미가 없습니다. 속도는 항상 어떤 기준계에 대한 상대적인 값이기 때문입니다. 모든 속도는 관측자에 따라 달라지므로, '실제' 또는 '절대' 속도라는 것은 존재하지 않습니다.
(5)에 대한 답변입니다.
왜 우리 우주에는 절대 속도라는 개념이 존재할 수 없는가?
이 질문은 바로 아인슈타인의 특수 상대성 이론의 핵심 가정 중 하나를 이해하는 데 중요합니다. 절대 속도가 존재할 수 없는 이유는 다음과 같습니다.
상대성 원리: 앞서 언급했듯이 모든 관성계에서 물리 법칙이 동일하다는 원리입니다. 만약 절대 속도가 존재한다면, 특정 절대 속도를 가진 기준계가 존재하고 그 기준계에서만 물리 법칙이 특별하게 적용될 것이므로 상대성 원리에 위배됩니다.
광속 불변의 원리: 빛의 속도는 모든 관성계에서 관측자에 관계없이 항상 c (약 30만 km/s)로 동일합니다. 만약 절대 속도가 존재한다면, 빛의 속도도 그 절대 기준계에 대해 다르게 측정될 수 있어야 합니다. 하지만 실제로는 그렇지 않습니다. 빛의 속도가 일정하다는 것은 우리가 어떤 속도로 움직이든, 심지어 빛을 향해 달려가든 빛은 항상 동일한 속도로 다가온다는 것을 의미합니다. 이는 우리의 직관과는 매우 다른 현상이며, 이러한 광속 불변의 원리를 설명하기 위해 시간 지연, 길이 수축 등의 현상이 필연적으로 발생합니다.
에테르 가설의 실패: 과거에는 빛이 전달되는 매질인 '에테르'가 존재하며, 이 에테르에 대한 '절대적인 정지 상태'가 존재한다고 믿었습니다. 따라서 에테르에 대한 속도를 '절대 속도'로 간주할 수 있다고 생각했습니다. 그러나 마이컬슨-몰리 실험 등 여러 실험을 통해 에테르의 존재가 부정되었고, 이는 절대 속도라는 개념이 물리적 실체가 없음을 시사했습니다.
요약하자면, 우리 우주에서는 모든 운동이 상대적이며, 빛의 속도가 모든 관성계에서 동일하다는 두 가지 기본적인 원리 때문에 절대 속도라는 개념은 존재할 수 없습니다. 어떤 것을 기준으로 삼느냐에 따라 속도는 달라질 뿐, 모든 관측자에게 동일하게 적용되는 '절대적인' 속도는 없습니다.
(6)에 대한 답변입니다.
우리 우주에 절대 속도라는 개념이 존재할 수 있다고 가정한다면 우주의 물리 법칙은 어떠한 문제가 발생하는가?
만약 절대 속도라는 개념이 존재한다면, 현재 우리가 알고 있는 우주의 물리 법칙, 특히 상대성 이론은 근본적으로 붕괴됩니다. 다음과 같은 문제들이 발생할 것입니다.
상대성 원리 붕괴: 물리 법칙이 모든 관성계에서 동일하게 적용되지 않게 됩니다. 특정 '절대 정지' 기준계에서만 물리 법칙이 완전하게 성립하고, 다른 기준계에서는 법칙이 변형되거나 다르게 적용되어야 할 것입니다. 이는 우주의 보편성과 대칭성을 심각하게 훼손합니다.
광속 불변의 원리 위배: 빛의 속도가 관측자의 운동 상태에 따라 달라져야 합니다. 예를 들어, 절대 정지 상태의 관측자와 절대 속도를 가진 관측자가 측정한 빛의 속도가 다르게 나올 것입니다. 이는 수많은 실험 결과와 모순됩니다.
시간 지연 및 길이 수축 현상 부정: 상대성 이론에서 예측하는 시간 지연, 길이 수축, 질량 증가 등의 현상들은 광속 불변의 원리에서 파생된 것입니다. 절대 속도가 존재한다면 이러한 현상들이 필요 없게 되거나 다르게 해석되어야 할 것입니다. 이는 GPS 위성의 오차 보정 등 실제 응용 사례와도 충돌합니다.
물리학의 복잡성 증대: 모든 물리 현상을 설명하기 위해 각 관성계마다 다른 물리 법칙을 적용해야 하는 등 물리학이 불필요하게 복잡해질 것입니다.
우주의 대칭성 파괴: 우주는 특정 방향이나 위치에 대해 특별한 '절대적인' 기준이 없다는 대칭성을 가지고 있습니다. 절대 속도의 존재는 이러한 우주의 대칭성을 파괴하게 됩니다.
(7)에 대한 답변입니다.
"왜 절대속도라는 개념은 존재할 수 없는가?"라는 주장이 상대성 이론의 붕괴를 막기 위한 수단일 뿐인가요?
아닙니다. 그것은 상대성 이론의 본질적인 결론이자, 수많은 실험적 증거와 논리적 추론을 통해 확립된 개념입니다. '상대성 이론의 붕괴를 막기 위한 수단'이라는 표현은 적절하지 않습니다. 오히려 아인슈타인은 기존의 뉴턴 역학이 설명하지 못했던 현상들(예: 마이컬슨-몰리 실험 결과, 수성의 근일점 이동 등)을 설명하기 위해 새로운 관점과 원리를 제시했으며, 그 결과로 도출된 것이 절대 속도의 부재입니다.
상대성 이론은 단순히 가설이 아니라, 현재까지도 가장 정확하고 광범위하게 검증된 물리 이론 중 하나입니다. GPS, 입자 가속기 등 현대 기술의 기반이 되고 있으며, 수많은 관측과 실험이 상대성 이론의 예측을 뒷받침하고 있습니다. 절대 속도의 부재는 상대성 이론이 설명하는 우주의 근본적인 특성 중 하나입니다.
(8)에 대한 답변입니다.
만약 상대성 이론이 완벽하게 틀렸다고 가정한다면, "우리 우주에서의 (왜 절대 속도)라는 개념은 어떠한 의문도 없이 존재할 수 있는 건가요?"
만약 상대성 이론이 완벽하게 틀렸다고 가정한다면, 뉴턴 역학의 세계관으로 돌아가게 될 것입니다. 뉴턴 역학에서는 '절대 시간'과 '절대 공간'이 존재한다고 보았고, 따라서 이 절대 공간에 대한 움직임을 '절대 속도'로 가정할 수 있었습니다.
이러한 관점에서는 당신의 의문처럼 절대 속도라는 개념이 어떠한 의문도 없이 존재할 수 있다고 생각할 수 있습니다. 예를 들어, 모든 물질이 존재하는 '절대적인 우주 공간'이라는 기준점이 있고, 그 공간에 대해 움직이는 물체의 속도를 절대 속도로 정의할 수 있는 거죠.
그러나 다시 한번 강조하지만, 상대성 이론은 현재까지 가장 성공적인 물리 이론 중 하나이며, 수많은 실험적 증거에 의해 뒷받침되고 있습니다. 따라서 상대성 이론이 틀렸다고 가정하는 것은 현재의 물리학적 지식과 매우 큰 괴리가 있습니다.