2
부산메디클럽

[박기철의 낱말로 푸는 인문생태학]<562> 원리와 이론: 특수한 상대성

  • 박기철 경성대 광고홍보학과 교수
  •  |   입력 : 2022-05-02 19:34:50
  •  |   본지 21면
  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
상대성 원리인가? 상대성 이론인가? 원리(原理)는 근원이 되는 이치, 이론(理論)은 이치가 되는 논의다. 둘 다 나름 이유(理由)가 있는 낱말이다. 갈릴레이(Galileo Galilei 1564~1642)가 상대성 원리(principle of relativity)를 꺼냈다면, 아인슈타인(Albert Einstein 1879~1955)은 상대성 이론(theory of relativity)을 끝냈다. 요즘 고등학교 물리 시간에도 다룬다. 그렇다고 쉬운 건 아니다. 이해하기 헷갈린다. 이해하면 상식적 고정관념이 깨진다.

여러 원리와 관계된 특수 상대성 이론.
상대성 원리란 모든 운동은 상대적으로 관측된다는 뜻이다. 시속 100㎞ 속도로 달리는 기차 옆으로 자동차가 똑같은 시속 100㎞ 속도로 달리면 기차와 자동차는 정지한 것처럼 보일 것이다. 속도를 서로 달리 하면 그 차이만큼 느리거나 빠르게 가는 것처럼 보일 것이다. 그런데 빛과 똑같은 속도인 초속 30만㎞로 달리는 우주선이 있다면 빛은 정지한 것처럼 보일까? No! 빛과 똑같은 속도인 초속 30만㎞로 달리는 우주선에서도 빛은 여전히 초속 30만㎞로 달린다. 빛의 속도는 늘, 항상, 언제나 변함없이 일정하다는 광속불변의 원리다. 이는 상대성 원리를 위배한다.

상대성 원리와 광속불변의 원리! 둘 중 하나는 틀린다고 가정할 수 있다. 하지만 그 모순되는 두 원리를 모두 수용한 새로운 논의가 나왔으니 바로 상대성 이론이다.

1905년 26세의 아인슈타인이 스위스 베른의 특허국 직원일 때 기적적으로 발표한 5편 논문 중 세 번째 ‘움직이는 물체의 전기역학에 관하여’는 상대성 이론의 출발이었다. 가속도가 아니라 등속도로 움직이는 특수한 경우에 적용되는 특수 상대성 이론이다. 논문 제목은 건조하나 내용은 거창하다.

전자기파인 빛의 속도가 불변인데 상대성 원리를 적용하려면 시간과 공간이 변하기 때문이다. 도대체 시간 공간이 변하다니? 도무지 말이 안 될 소리 같다. 도저히 이해가 안 된다. 발칙하다. 그런데 가만히 생각하면 머릿속 고정관념이 깨지며 살짝 이해된다. 공간과 시간 속에서의 광속이 불변의 고정된 값이라면 상대적으로 공간과 시간이 변해야 한다. 하나의 4차원 시공간(spacetime)으로 합쳐져 변해야 한다. 그래서 광속에 가깝게 움직이는 우주선이 있다면 시간이 지연 팽창된다. 길이가 수축된다. 길이가 수축되니 공간 속 물질의 질량이 증가한다. 단 우주선 안에서 그런 게 아니라 우주선 밖에서 볼 때 상대적으로 그렇다는 뜻이다.

아인슈타인은 1905년 세 번째 논문에서 밝힌 특수 상대성 이론을 발전시켰다. 같은 해에 쓴 ‘물체의 관성은 에너지 함량에 의존하는가?’라는 네 번째 논문에서다. 여기서 에너지값은 질량×광속의 제곱이라는 그 유명한 에너지·질량의 등가 원리(E=mc²)를 밝힌다. 이 단순한 원리가 원자력 발전과 핵폭탄의 이론이 될 줄 아인슈타인은 알았을까? 1905년에는 몰랐을 것 같다. 이후 그는 특수한 경우에 적용되는 특수 상대성 이론을 발전시켜 일반적 경우에 적용되는 일반 상대성 이론을 완성했다. 절대적 시간과 공간을 깨부순 특수 상대성 이론보다 발칙하며 기발하다. 절대적 만유인력인 중력을 깨부수었으니 하는 말이다. 다음 편에 이어진다. 우주관 세계관 인생관 가치관을 와장창 깨부술 과학 원리이자 철학 이론이다.
ⓒ국제신문(www.kookje.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
국제신문 뉴스레터
국제신문 네이버 뉴스스탠드 구독하기
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1“현금 쌓아놓고 34억 체납 지광(국제신문 대주주), 국세청 나서라”(종합)
  2. 2분당 라면 600개…농심 부산수출공장 가동
  3. 3與 부산 지역위원장 출신, 공공기관 임원 잇따라 꿰차
  4. 4국제신문 회생, 민주노총과 연대…부산 女NGO·사하구의회 힘보태
  5. 5영도 해양박물관 앞 산책로, 넉달째 쑥대밭
  6. 6李 ‘친노 중용’ 승부수…여권 통합·PK 공략 두 토끼 잡기
  7. 7창원 제2국가산단 3년 표류 마침표?
  8. 8밤바다에 핀 불꽃 8만 송이…120만 명 홀렸다(종합)
  9. 9지방의회 아래 선출직 주민의회…술집 개업 등 찬반 권한
  10. 10대원 물릴까, 10초 고뇌 끝 불길 속으로…항공기 폭발 막아
  1. 1“현금 쌓아놓고 34억 체납 지광(국제신문 대주주), 국세청 나서라”(종합)
  2. 2與 부산 지역위원장 출신, 공공기관 임원 잇따라 꿰차
  3. 3李 ‘친노 중용’ 승부수…여권 통합·PK 공략 두 토끼 잡기
  4. 4지방의회 아래 선출직 주민의회…술집 개업 등 찬반 권한
  5. 5장외로 나간 국힘 “李, 본인 사건 특검 임명…끌어내려야”(종합)
  6. 6“주민자치회 활성 위해 獨·스코틀랜드와 같이 정책반영 기반 필요”
  7. 7與 “내란잔당 국힘 후안무치…탄핵 거론 제정신 아냐”
  8. 8국힘 “이용철, 대장동 숨은 설계자” 민주 “법조 베테랑…법무장관 적격”
  9. 9靑 국정상황실장에 울산 연고 김태근 비서관, 2기 참모진 개편 PK 전면에
  10. 10오세훈, 증시 폭락 직격... “국민연금으로 지방 선거용 주식도박"
  1. 1분당 라면 600개…농심 부산수출공장 가동
  2. 2밤바다에 핀 불꽃 8만 송이…120만 명 홀렸다(종합)
  3. 3HUG 10개월 만에 또 수장 공백…당분간 대행체제 불가피
  4. 4외국인, 올해 1~9월 부산서 카드 1조원 넘게 썼다(종합)
  5. 5정지선 훠궈, 전주 명물 칼국수…롯데百 맛집에 외국인도 줄선다
  6. 6국산화·지역 상생 앞세워 해상풍력 박차
  7. 7신세계 센텀 ‘라이다’ 팝업 오픈
  8. 8해군·해병대 AX 거점, 부산에 ‘둥지’
  9. 9‘블루 쓰나미’ 충격 여전…美기술주 반등에도 코스피 안갯속(종합)
  10. 10폭락장 반대매매 막아라…신용융자 담보비율 의무 면제(종합)
  1. 1국제신문 회생, 민주노총과 연대…부산 女NGO·사하구의회 힘보태
  2. 2영도 해양박물관 앞 산책로, 넉달째 쑥대밭
  3. 3창원 제2국가산단 3년 표류 마침표?
  4. 4대원 물릴까, 10초 고뇌 끝 불길 속으로…항공기 폭발 막아
  5. 5[한 손 뉴스] 기장 문오성마을 어르신들, 트롯그룹 결성 자작곡 발매
  6. 6부울경 비 내리며 기온 뚝(종합)
  7. 7고령면허 자진반납땐 최대 30만 원…7534명 ‘응답’
  8. 8광안동 인도 돌진 벤츠 운전자 2심 법정구속
  9. 9탐방 허용-자연보전 통제 ‘절묘한 균형’…100년 지킨 원칙
  10. 10오늘의 날씨- 2026년 11월 9일
  1. 1“국제신문 골프대회, 아마추어 골프 발전의 든든한 버팀목 되길”
  2. 2남자부 A조 어정우 씨 “뜻밖의 우승…양산과의 인연 감격”
  3. 3가을이 물든 필드…아마골퍼 300여 명 ‘열정·화합의 샷’
  4. 4여자부 우승자 황은경 씨 “매번 새로워…건강하게 오래 즐기고파”
  5. 5남자부 B조 홍정삼 씨 “퍼트 감각 빛나…목표는 A부 우승”
  6. 6삼성, 12년 만에 한국시리즈 정상 탈환…통산 9번째 우승
  7. 7‘승률 98.6%’ 배드민턴 안세영,사상 첫 2시즌 연속 11승
  8. 8승부는 원점…‘홈런 공장’ 대구서 거포들의 전쟁
  9. 9페이즈 신들린 블로킹 9개…읏맨, 시작부터 웃었다
  10. 10태권도, 北 전통무술로 각인될라
우리은행
체인지! 부산교통
고령면허 자진반납땐 최대 30만 원…7534명 ‘응답’
금정산국립공원 시대
탐방 허용-자연보전 통제 ‘절묘한 균형’…100년 지킨 원칙
  • 국제신문 골프대회
  • 맘편한 부산
  • 부산국제마라톤
  • BNK생명나눔챌린지
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내