SCIENCE 3D | 동시성의 상대성

무슨 일이 일어났나

동시성의 상대성은 «같은 때» 가 보는 사람의 움직임에 따라 달라진다는 뜻입니다.

푸앵카레는 1898 년에 길이뿐 아니라 시간 간격도 관찰자에 따라 다를 수 있다고 내다봤고, 아인슈타인은 1905 년 특수 상대성 이론에서 빛의 빠르기가 누구에게나 같다는 약속으로 이것을 풀었습니다.

시뮬레이터에서 땅 틀로 t = 2 s 에 좌우 3×10⁸ m 에서 함께 일어난 두 사건이, 빛의 0.6 배로 가는 틀에서는 1.75 s 와 3.25 s — 1.50 s 차이로 갈라집니다.

두 사건 사이가 멀수록, 틀의 빠르기가 빠를수록 어긋남은 커집니다 — 그래도 빛원뿔 안에서 이어진 원인과 결과의 차례는 어느 틀에서도 뒤집히지 않습니다.

운동장 양 끝에서 친구 둘이 동시에 손뼉을 쳐도, 한쪽에 가까이 선 나에게는 가까운 소리가 먼저 들립니다 — «언제 들렸나» 와 «언제 일어났나» 를 나눠 생각해야 하는 까닭입니다.
방송 시보에 폰 시계를 맞출 때도 신호가 오는 동안 조금 늦게 닿으므로, 정밀한 시계는 그 시간을 빼서 «같은 때» 를 맞춥니다.

두 번개가 동시인지 아닌지는 누가 봐도 똑같이 정해진다.
Stanford 중력 탐사선 B 누리집은 푸앵카레가 1898 년에 시간 간격도 길이처럼 관찰자에 따라 다를 수 있다고 내다봤다고 적습니다 — 특수 상대성 이론에서 «동시» 는 보는 틀마다 다릅니다. 출처

아인슈타인은 1905 년 논문에서 특수 상대성 이론을 내놓았고, 1917 년 처음 나온 일반 독자용 책에서 특수 · 일반 상대성 이론을 쉽게 풀어 썼습니다. 달리는 기차와 번개로 «동시» 를 따지는 생각 실험은 그가 그 대중용 책에서 든 보기로 전해집니다.