빛에 가깝게 달리는 긴 기차는 왜 짧은 터널에 쏙 들어갈 수 있을까?
How can a long train moving near light speed fit inside a short tunnel?
멈춰서 재면 100 m 인 기차가 80 m 터널에 통째로 들어갈 수 있을까요?
무슨 일이 일어났나
길이 수축 때문에 땅에서 잰 기차는 60.0 m 로 줄어, 80 m 터널 안에 83.4 ns 동안 통째로 들어갑니다.
기차에 탄 사람에게는 터널이 다가오며 48.0 m 로 줄어 기차보다 짧습니다 — 여기서 «들어간다 · 안 들어간다» 가 엇갈려 보입니다.
엇갈림은 동시성에서 풀립니다: «앞이 나가는 일» 과 «뒤가 들어오는 일» 의 차례가 틀마다 달라, 기차 틀에서는 앞이 먼저 나가고 217 ns 뒤에 뒤가 들어옵니다.
Stanford 누리집은 이 수축이 눈의 착각이 아니라, 움직이는 쪽 방향의 길이가 재면 정말 줄어드는 것이라고 설명합니다.
💡 생활 속 예시
- 주차장 입구 높이 제한 막대처럼 «들어가나?» 는 같은 순간 두 끝의 자리를 재는 문제인데, 빛에 가까운 빠르기에서는 그 «같은 순간» 이 보는 사람마다 달라집니다.
- 학교 복도에서 긴 막대를 들고 문을 지나면 막대가 문보다 길 때 걸리지만, 생각 실험 속 빛 가까운 기차는 땅에서 잰 길이가 줄어 짧은 터널에도 들어갑니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 물리학 · 빛과 물질 [12물리03-06]
출처
- https://einstein.stanford.edu/content/relativity/q910.html(확인 2026-11-12)
- https://einstein.stanford.edu/SPACETIME/spacetime2.html(확인 2026-11-12)
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