길이 수축이란 무엇입니까?
길이 수축은 물체가 물체에 대해 움직임에있을 때 물체가 물체의 움직임의 크기를 따라 짧게 인식되는 현상을 말합니다. 물리학 자 Hendrik Lorentz와 George Fitzgerald의 이름을 따서 Lorentz 수축 또는 Lorentz–Fitzgerald 수축이라고도합니다. 관찰자에 대해 물체가 더 빨리 움직일수록 관찰자의 관점에서 더 많이 수축합니다. 이 효과는 사람이 일상 생활에서 접할 수있는 속도에서는 무시할 수있을 정도로 작지만 빛의 속도의 눈에 띄는 비율로 움직이는 물체에서는 더욱 두드러집니다.
길이 수축 현상은 특수 상대성 이론의 결과입니다. 상대성 이론에 따르면, 진공에서 빛의 속도 (약 30 만 킬로미터 또는 초당 186,000 마일) 또는 c는 모든 관찰자에게 항상 일정합니다. 직관적으로, 이것은 관찰자의 관점에서 움직이는 광원에서 방출되는 빛의 경우에 해당됩니다.
지구를 기준으로 초당 5km (KPS)로 이동하는 우주선에서 1KPS의 속도로 우주선에서 추진하는 물체가 이동 방향으로 발사되었다고 가정합니다. 우주선의 관찰자는 1 KPS에서 멀어짐으로 감지하고 지구의 관찰자는 6 KPS로 움직 였다고 인식합니다. 선박의 외부 조명이 켜지면 선박의 관측자는 c에서 선박에서 멀어지는 빛을 감지하지만 지구의 관측자는 c와 선박의 속도를 더한 것이 아니라 c에서 움직이는 빛을 감지합니다. .
결과적으로 선박의 빛이 주어진 위치에 도달하는 정확한 순간은 우주선에 대한 속도에 따라 관찰자마다 다릅니다. 결과적으로, 그들은 같은 순간에 어떤 다른 사건들이 일어나고 있는지에 동의하지 않을 것입니다. 이것을 동시성의 상대성이라고합니다.
이것이 물체의 검출 된 길이와 어떻게 관련되는지는 다음 생각 실험에서 일반적으로 설명됩니다. 움직이는 물체의 왼쪽과 오른쪽 끝이 앞으로 지나가는 시점을 측정 할 수있는 동기화 된 시계 행을 상상해보십시오. 물체가 시계열을지나 이동 한 후 관찰자는 물체의 오른쪽 끝이 하나의 시계에 도달하고 왼쪽 끝이 두 번째에 도달하는 순간 두 시계가 서로 거리를 계산하여 길이를 결정할 수 있습니다. 시계.
참조 프레임을 공유하는 두 명의 관찰자가 길이에 동의합니다. 그러나 측정은 어떤 이벤트가 동시에 발생하는지에 따라 다르므로 서로에 대해 움직임이있는 관찰자는 길이에 동의하지 않습니다. 클록에 비해 관찰자의 속도가 클수록 측정치가 정지 상태에있는 관찰자의 측정치와 다를 수 있습니다.
길이 수축의 효과는 더 빠른 속도로 증가합니다. 초당 약 14,990 킬로미터 (9,314 마일)로 0.05c (빛의 속도의 5 %)를 움직이는 물체는 정지 된 관찰자에게 매우 약간 단축 된 것으로 보입니다. 그 움직임의 선에. 관찰자가 관찰 한 길이는 0.2c에서 정지 상태에서 97.79 %, 0.4c에서 91.65 %, 0.7c에서 71.41 %로 축소됩니다. 0.9c에서는 물체의 감지 길이가 43.58 %로 줄어들고 0.999c에서는 4.47 %로 줄어 듭니다. 길이가 0으로 줄어들지는 않지만 c 수축에 가까워지면 훨씬 더 극단적으로 커집니다.
물체와 함께 이동하는 관찰자가있는 경우,이 관찰자는 그 관점에서 물체의 상대 속도가 0이므로 물체를 수축하는 것으로 인식하지 않습니다. 관측자의 참조 프레임에서 객체는 고정되어 있고 나머지 우주는 관측자와 관련하여 움직이고 있습니다. 따라서 관측자의 관점에서 볼 때 나머지 우주는 수축합니다.
길이 수축을받는 물체의 측정 된 길이의 변화는 육안 또는 카메라로 볼 때 물체가 실제로 시각적으로 어떻게 보이는지와 다릅니다. 눈에 띄는 길이 수축을 일으킬 정도로 빠르게 움직이는 물체는 자체 조명의 속도. 이러한 속도에서, 물체의 다른 부분들에서 동시에 방출 된 광자들은 관측 가능한 다른 시간에 관찰자에게 도달하여 물체의 시각적 외관을 왜곡시킵니다. 따라서, 고속으로 관찰자를 향하여 움직이는 물체는 왜곡되어 길이 수축에도 불구하고 실제로 육안 검사에 더 길게 보일 수있다. 실제 길이 축소 위에서 동일한 시간 지연 효과로 인해 관찰자에서 멀어지는 물체는 더 짧게 보이며 관찰자를 지나가는 물체는 비스듬히 보이거나 회전 한 것처럼 보입니다.