기차 앞뒤에 동시에 친 번개가 기차 안 사람에게는 왜 동시가 아닐까?

Why aren't two simultaneous lightning strikes simultaneous for a train passenger?

기차 앞뒤에 동시에 친 번개를, 기차 한가운데 앉은 사람도 동시에 볼까요?

무슨 일이 일어났나

승강장 한가운데 사람에게 두 번개 빛은 같은 거리를 같은 빠르기로 와서 동시에 닿습니다.

기차 한가운데 사람은 앞으로 달리는 중이라 앞 번개 빛을 먼저 만나는데, 빛의 빠르기는 앞에서 오든 뒤에서 오든 299 792 458 m/s 로 같으니 «앞 번개가 먼저 쳤다» 고 볼 수밖에 없습니다.

시뮬레이터로 두 사건을 기차 틀로 옮기면 앞 번개가 실제로 200 ns 먼저 칩니다 — 같은 두 사건이 땅에서는 동시, 기차에서는 동시가 아닙니다.

아인슈타인은 1917 년 처음 나온 책에서 상대성 이론을 일반 독자에게 풀어 썼고(Caltech 아인슈타인 문서), 기차와 번개 생각 실험은 그 대중용 설명에서 든 보기로 전해집니다.

💡 생활 속 예시

  • 천둥 번개 치는 날 번쩍임을 보고 천둥소리까지 초를 세면 번개까지 거리를 어림할 수 있습니다 — 신호가 오는 시간을 빼야 «언제 쳤나» 를 알 수 있다는 점은 이 생각 실험과 같습니다.
  • 달리는 KTX 맨 앞 칸과 맨 뒤 칸 승객이 함께 창밖 번개를 봐도, 상대성 때문에 생기는 어긋남은 1 초의 백만분의 1 보다 훨씬 작아 아무도 느끼지 못합니다.

확인된 값

푸앵카레가 «시간 간격도 보는 사람에 따라 다를 수 있다» 고 내다본 해
1898 출처
아인슈타인이 상대성 이론을 일반 독자에게 풀어 쓴 책 — 1917 년 처음 나옴
1917 출처
특수 상대성 이론을 처음 내놓은 1905 년 논문
1905 출처
두 번개 빛이 기차 안 사람에게 오는 빠르기 (어느 쪽에서 오든 같음)
299792458 m/s 출처

교육과정에서는

  • 한국 2022 · 물리학 · 빛과 물질 [12물리03-06]

출처

이어서 보기

같은 단원 · 특수 상대성 이론

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③ 교육과정

2022 개정 과학과 교육과정과 영국·호주·일본 교육과정에서 그 내용이 어디에 나오는지 함께 적습니다.

④ 실시간 자료

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