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시간과 공간이 없었다는얘긴가 빅뱅이전엔

네, 현대 물리학에 따르면 빅뱅 이전에는 우리가 알고 있는 시간과 공간이 존재하지 않았다고 봅니다.

는 매우 이해하기 어려운 개념인데, 우리의 모든 경험과 사고는 시간과 공간 속에서 이루어지기 때문입니다. 빅뱅과 함께 우주가 팽창하기 시작했을 때 시간과 공간이 함께 생겨났다고 물리학은 설명합니다.아인슈타인의 상대성 이론은 시간과 공간이 별개의 것이 아니라 '시공간'이라는 하나의 구조로 연결되어 있다는 것을 보여줍니다. 따라서 빅뱅 이전에는 시간도, 공간도, 물질도 없었던 것으로 이해됩니다.이것이 바로 빅뱅 이전의 상태를 우리가 이해하거나 설명하기 어려운 이유입니다. 우리의 모든 언어와 개념은 시간과 공간을 전제로 하고 있기 때문입니다.M

빛의 속도와 수렴한 속도로 1일간 지구를 돌고 착륙한다면 몇일이지나잇지?

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이는 아인슈타인의 특수상대성이론과 관련된 시간 지연 현상에 대한 질문입니다.

빛의 속도에 매우 가까운 속도로 움직일 때, 움직이는 물체에서 경험하는 시간과 지구에서 측정하는 시간 사이에 차이가 발생합니다. 이를 시간 팽창(Time Dilation)이라고 합니다.

빛의 속도(c)에 가까운 속도(v)로 움직일 때의 시간 지연은 다음 공식으로 계산됩니다:t' = t/√(1-v²/c²)

여기서 t는 움직이는 물체가 경험하는 시간(1일)이고, t'는 지구에서 측정되는 시간입니다. 속도가 빛의 속도에 매우 근접하면(v ≈ c), 지구에서는 상당히 긴 시간이 지난 것으로 측정됩니다.

예를 들어, 빛의 속도의 99.99%로 움직였다면, 우주선 안에서 1일이 지났을 때 지구에서는 약 70.7일이 지난 것으로 측정됩니다.

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title="Share positive feedback" class="flex flex-row items-center gap-1 rounded-md p-1 py-0.5 text-xs transition-opacity delay-100 hover:bg-bg-200">〈svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="12" height="12" fill="currentColor" viewBox="0 0 256 256">〈/svg> title="Report issue" class="flex flex-row items-center gap-1 rounded-md p-1 py-0.5 text-xs transition-opacity delay-100 hover:bg-bg-200">〈svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="12" height="12" fill="currentColor" viewBox="0 0 256 256">〈/svg>

99.9999999999999%로 움직인다면?

이렇게 극단적으로 빛의 속도에 근접하는 경우, 특수상대성 이론의 로런츠 변환 공식을 사용하여 계산해보겠습니다.

v = 0.999999999999999c라고 할 때,시간 팽창 공식: t' = t/√(1-v²/c²)

이 속도에서는 γ(감마) 인자가 약 7,071,067,811.87이 됩니다.따라서 우주선 내부에서 1일(24시간)을 경험하는 동안, 지구에서는 약 7,071,067,811.87일이 경과합니다.

이를 연도로 환산하면 약 19,373,336년이 됩니다. 즉, 우주선 안에서 하루를 보내는 동안 지구에서는 약 1,900만년이 지나가게 됩니다.

이는 상대성 이론이 예측하는 극단적인 시간 팽창의 예시이며, 실제로 이런 속도에 도달하는 것은 현재 기술로는 불가능합니다.

99.999999%의 속도로 10초간 움직인다면?

v = 0.999999%c의 속도에서 10초 동안의 시간 팽창을 계산해보겠습니다.

로런츠 변환 공식을 사용하면:t' = t/√(1-v²/c²)

이 속도에서 γ(감마) 인자는 약 70,710입니다.따라서 우주선 내부에서 10초를 경험하는 동안, 지구에서는 약 707,100초가 경과합니다.

이를 시간 단위로 환산하면:707,100초 = 약 196.4시간 = 약 8.2일

즉, 우주선 안에서 10초를 보내는 동안 지구에서는 약 8일이 지나게 됩니다. 이는 상대성 이론이 예측하는 시간 팽창 효과를 잘 보여주는 예시입니다.

0.9가 무한으로 99까지 간다면 이는 1에 수렴한닥도 볼수잇나?

네, 0.9 뒤에 9를 무한히 붙여나가는 수열은 1로 수렴합니다. 이를 수학적으로 설명하겠습니다.

이 수열을 표현하면 다음과 같습니다:0.9, 0.99, 0.999, 0.9999, ...

각 단계에서 1과의 차이를 보면:1 - 0.9 = 0.11 - 0.99 = 0.011 - 0.999 = 0.0011 - 0.9999 = 0.0001

이처럼 1과의 차이가 매 단계마다 10분의 1씩 작아지며, 무한히 진행하면 그 차이는 0에 수렴합니다. 수학적으로 표현하면, 임의의 작은 양수 ε에 대해, 어떤 단계 이후부터는 1과의 차이가 항상 ε보다 작아집니다.

따라서 이 수열은 극한값 1을 갖는다고 할 수 있습니다.

그럼 빛의 속도의 99.99%에서 0.9가 무한이 수렴하는 속도로 1시간동안 간다면

이런 극한적인 상황의 시간 팽창을 설명해보겠습니다.

빛의 속도에 더욱 가까워질수록(0.99999...가 1에 수렴하듯이), 시간 팽창 효과는 무한대로 증가합니다. 이는 로런츠 변환 공식에서 분모 √(1-v²/c²)가 0에 가까워지기 때문입니다.

이론적으로, 빛의 속도에 정확히 도달하면 시간 팽창은 무한대가 됩니다. 즉, 움직이는 물체 내부에서 1시간이 지나는 동안 외부 세계(지구)에서는 무한한 시간이 흐르게 됩니다.

하지만 이는 순수하게 이론적인 계산입니다. 실제로는:

〈ol class="-mt-1 [li>&]:mt-2 list-decimal space-y-2 pl-8" depth="0">〈li class="whitespace-normal break-words" index="0">질량을 가진 물체는 빛의 속도에 도달할 수 없습니다〈/li>〈li class="whitespace-normal break-words" index="1">속도가 빛의 속도에 가까워질수록 필요한 에너지가 무한대로 증가합니다〈/li>〈/ol>

따라서 이러한 극한적 상황은 실제로는 일어날 수 없는, 순수 이론적인 사고 실험입니다.

무한이 수렴하는 부분에서ㄷ 단 1개의 분자 부분만 뺀다면?>

이는 매우 흥미로운 사고 실험입니다. 극한적으로 빛의 속도에 근접하지만, 정확히 한 분자만큼의 차이를 둔다면:

이론적으로는 여전히 시간 팽창이 발생하지만, 무한대는 아닌 유한한 값을 가질 것입니다. 그러나 그 값은 상상할 수 없을 정도로 큽니다. 1시간의 우주선 내부 시간은 외부 세계에서는 수십억 년의 단위를 넘어설 수 있습니다.

하지만 이런 극한적 상황에서는 일반상대성이론의 다른 효과들도 고려해야 합니다. 예를 들어 극단적인 에너지 밀도는 시공간 자체를 왜곡시킬 수 있으며, 이는 단순한 특수상대성 계산으로는 예측할 수 없는 결과를 초래할 수 있습니다.

이는 순수하게 이론적인 사고 실험이며, 실제로 이런 상황을 만들어내는 것은 현실적으로 불가능합니다.

빛의속도로가면 시간이 이렇게 차이나는이유

시간 팽창 현상은 아인슈타인의 특수상대성 이론의 핵심적인 결과입니다. 이 현상이 발생하는 근본적인 이유를 설명하겠습니다.

특수상대성 이론의 가장 중요한 전제는 빛의 속도가 우주의 절대적인 속도 한계라는 것입니다. 모든 관찰자에게 빛의 속도는 항상 동일하게 측정됩니다. 이는 우리의 일상적 경험과는 매우 다른 개념입니다.

이러한 전제로 인해, 매우 빠른 속도로 움직이는 물체에서는 시간이 더 천천히 흐르게 됩니다. 이는 시간과 공간이 서로 독립적이지 않고 연결되어 있기 때문입니다. 물체의 속도가 빨라질수록 공간 방향으로의 운동이 증가하고, 이에 따라 시간 방향으로의 진행이 감소합니다.

간단한 비유를 들자면, 총 속도의 양이 정해져 있는데 공간 이동에 더 많은 속도를 사용하면, 시간 진행에 사용할 수 있는 속도가 줄어드는 것과 비슷합니다. 빛의 속도에 가까워질수록 이 효과는 더욱 극적으로 나타납니다.

이러한 시간 팽창은 실험적으로도 확인되었습니다. 예를 들어, GPS 위성의 정확한 작동을 위해서는 이러한 상대론적 시간 차이를 보정해주어야 합니다.

간단한 비유를 들자면, 총 속도의 양이 정해져 있는데 공간 이동에 더 많은 속도를 사용하면, 시간 진행에 사용할 수 있는 속도가 줄어드는 것과 비슷합니다. 빛의 속도에 가까워질수록 이 효과는 더욱 극적으로 나타납니다. 이걸로 이해가 갈듯하기도 하고 말듯하기도 하고 좀더 쉽게설몋애줘

시간과 공간의 관계를 더 쉽게 설명해보겠습니다.

우주 게임을 한다고 상상해보세요. 이 게임에서 당신은 매 순간 정해진 "움직임 포인트" 100점을 사용해야 합니다. 이 포인트는 반드시 '공간 이동'과 '시간 진행'에 나누어 써야 합니다.

일상적인 속도로 움직일 때는 대부분의 포인트를 시간 진행에 사용합니다. 예를 들어 걸을 때는 99점을 시간 진행에 쓰고, 단 1점만 공간 이동에 사용하는 것과 같습니다.

하지만 매우 빠른 우주선을 탄다고 생각해보세요. 빛의 속도에 가까워질수록 더 많은 포인트를 공간 이동에 써야 합니다. 90점을 공간 이동에 쓰면, 시간 진행에는 10점만 남습니다. 이것이 바로 시간이 더 천천히 가는 이유입니다.

만약 빛의 속도로 간다면? 모든 포인트(100점)를 공간 이동에 써야 하므로, 시간 진행에 쓸 포인트가 전혀 남지 않습니다. 이것이 바로 빛의 속도에서 시간이 멈추는 이유입니다.

이것이 바로 더 빨리 움직일수록 시간이 더 천천히 가는 이유입니다. 우주는 우리에게 정해진 "움직임 포인트"를 주고, 우리는 그것을 공간과 시간 사이에서 나누어 써야만 하는 것입니다.

빛의속도에서 시간이 멈춘다 100점을 공간이동에 써서. 그럼 10일이 지난뒤면 남들과 10일 차이만큼의 시간차이가 나야하지않는가?

아니요, 빛의 속도로 움직일 때는 시간이 '멈추는' 것이 아니라 무한대로 팽창합니다.

제가 앞서 든 '포인트' 비유는 단순화된 설명이었습니다. 더 정확하게 설명하면:

빛의 속도에 가까워질수록 외부 세계와의 시간 차이는 기하급수적으로 증가합니다. 만약 정확히 빛의 속도에 도달한다면(실제로는 불가능), 움직이는 물체 내부의 1초는 외부 세계의 무한한 시간과 같아집니다.

예를 들어:

〈li class="whitespace-normal break-words" index="0">빛의 속도의 99%로 움직이면 내부의 1일은 외부의 7일〈/li>〈li class="whitespace-normal break-words" index="1">빛의 속도의 99.99%로 움직이면 내부의 1일은 외부의 70일〈/li>〈li class="whitespace-normal break-words" index="2">빛의 속도의 99.9999%로 움직이면 내부의 1일은 외부의 700일〈/li>

이런 식으로 빛의 속도에 더 가까워질수록 시간 차이는 점점 더 커지며, 정확히 빛의 속도에서는 이 차이가 무한대가 됩니다.

여기서 또 이해가 안가네 직관적으로

시간 팽창에 대한 직관적인 이해가 어려운 것은 매우 자연스럽습니다. 다른 방식으로 설명해보겠습니다.

우리가 움직일 때마다 우리는 '시공간'이라는 4차원 세계에서 움직이고 있습니다. 일상적인 속도에서는 대부분의 움직임이 시간 축으로 향하고 있어서, 우리는 시간이 일정하게 흐른다고 느낍니다.

하지만 매우 빠른 속도로 움직이면, 우리의 움직임이 점점 더 공간 축으로 기울어지게 됩니다. 마치 45도 각도로 움직이는 것처럼, 시간 축과 공간 축 사이에서 우리의 경로가 변화하는 것입니다.

빛의 속도에 가까워질수록 이 경로는 더욱 더 공간 축 쪽으로 기울어집니다. 이렇게 기울어질수록, 다른 관찰자가 보는 우리의 시간은 점점 더 늘어나게 됩니다. 마치 45도로 기울어진 선을 위에서 보면 더 길어 보이는 것처럼요.

이것이 바로 왜 빛의 속도에 가까워질수록 외부 관찰자가 보는 시간이 점점 더 길어지는 이유입니다.

내 앞에 있는사람이 갑자기 빛의속도와 수렴한속도로 화성까지 간다고 치면 그 사람의 잔상은 내앞에 남아잇는가

이것은 매우 흥미로운 질문입니다. 빛의 속도에 가까운 움직임에서의 시각적 현상에 대해 설명하겠습니다.

실제로는 잔상이 남지 않습니다. 대신, 매우 특이한 시각적 현상이 발생합니다. 그 사람이 빛의 속도에 가깝게 이동할 때, 우리는 다음과 같은 것을 관찰하게 됩니다:

그 사람의 모습은 우리 눈에 매우 압축되어 보일 것입니다. 이는 로런츠 수축이라고 하는 현상 때문입니다. 또한, 그 사람의 색깔은 청색 편이(블루시프트)를 보이다가 순간적으로 사라질 것입니다.

이러한 현상이 발생하는 이유는 빛이 우리 눈에 도달하는 방식 때문입니다. 그 사람에게서 반사된 빛이 우리 눈에 도달하는 시간이 극도로 짧아지기 때문에, 우리는 순간적인 색상 변화와 함께 그 사람이 사라지는 것을 보게 됩니다.

따라서 잔상이 남는 것이 아니라, 매우 짧은 순간 동안 특이한 시각적 현상을 관찰한 후, 그 사람의 모습은 완전히 사라지게 됩니다.

빛의속도가 10m/s라고 가정하자. 내가 팔을 11m/s의속도로 그럼 못뻗는다는건가

이것은 특수상대성 이론의 중요한 원칙에 대한 질문입니다.

빛의 속도가 10m/s라는 가정 하에서도, 질량을 가진 물체는 이 속도를 초과할 수 없습니다. 이는 자연의 기본 법칙으로, 속도의 절대값이 아닌 '우주의 최고 속도'라는 개념 자체에 관한 것입니다.

이런 상황에서 팔을 11m/s로 움직이려 한다면, 실제로는 상대론적 속도 합산 법칙이 적용됩니다. 이 법칙에 따르면, 속도들은 단순히 더해지지 않고 다음과 같은 공식으로 계산됩니다:

v = (v1 + v2)/(1 + v1v2/c²)

여기서 c는 빛의 속도(이 경우 10m/s)입니다. 이 공식에 따르면, 어떤 속도들을 더하더라도 결과는 항상 빛의 속도보다 작게 됩니다.

따라서 팔을 11m/s로 뻗을 수 없으며, 실제 속도는 항상 10m/s 미만이 될 것입니다.

하지만 난 실제로 11m/s 로 지금도 속도를 내서 주먹을뻗을수있는데 빛의속도가 10ms인 세계에서 내가 주먹을 지른다면? 11ms의속도로?

이는 매우 중요한 물리학적 질문입니다.

빛의 속도가 10m/s인 가상의 우주에서는, 현재 우리가 경험하는 것과 같은 11m/s의 움직임은 불가능합니다. 그 이유는 다음과 같습니다:

우리가 현재 경험하는 세계에서 11m/s로 움직일 수 있는 것은 실제 빛의 속도가 약 300,000km/s이기 때문입니다. 만약 빛의 속도가 10m/s인 우주라면, 그 우주의 모든 물리법칙이 그에 맞게 재조정됩니다.

이러한 우주에서는 물질의 기본적인 성질, 원자들의 결합, 근육의 수축과 이완 등 모든 물리적 과정이 달라집니다. 우리 몸을 구성하는 원자들의 전자도 빛의 속도보다 빠르게 움직일 수 없기 때문에, 현재와 같은 형태의 물질이나 생명체는 존재할 수 없을 것입니다.

따라서 빛의 속도가 10m/s인 우주

시간 너무빨리가네