시간은절대적인가?-특수상대성이론Albert Einstein(1879-1955)

시간은 절대적인가?-특수 상대성

이론

Albert Einstein(1879-1955)

Ø 뉴턴 이후 가장 위대한 과학자 Ø 미국 TIME지 선정 20세기의

인물 (과학뿐 아니라 전 분야 를 통틀어서)

Ø 세미 프로 바이올리니스트 Ø 국적

Ø 독일 Ulm 태생 Ø 한때 무국적자 Ø 스위스로 귀화

Ø 죽기 전 20여 년 동안은 미국 에서 살았음

Ø 이름 번역: 한 개의 돌

Ø 뉴턴 이후 가장 위대한 과학자 Ø 미국 TIME지 선정 20세기의

인물 (과학뿐 아니라 전 분야 를 통틀어서)

Ø 세미 프로 바이올리니스트 Ø 국적

Ø 독일 Ulm 태생 Ø 한때 무국적자 Ø 스위스로 귀화

Ø 죽기 전 20여 년 동안은 미국 에서 살았음

Ø 이름 번역: 한 개의 돌

Curie 부인

1951년 3월 14일

생일날 찍은 사진

"Instinct says beer,

Reason says Carlsberg."

(1970년대 이탈리아 광고)

1921년 아인슈타인이 미국에 처음 방문했을 때

"Instinct says beer,

Reason says Carlsberg."

(1970년대 이탈리아 광고)

아인슈타인의 업적

Ø 특수상대성 이론(1905)

Ø 시간과 공간의 본질에 대한 혁명 Ø 에테르라는 매질은 존재하지 않는다 Ø 물질과 에너지의 동등성 (E=mc²)

Ø 핵발전(=원자력발전)과 핵폭탄(=원자폭탄)의 원리 Ø 일반 상대성 이론(1915)

Ø 시공간이 휘었다!

Ø 뉴턴의 만유인력(중력) 법칙 수정

Ø 우주의 역사에 대한 이론. 블랙홀. 웜홀 Ø 광전효과(1905, 노벨상 수상)

Ø 빛의 입자설 부활

Ø 양자역학에서 중요한 진전

Ø 브라운 운동(1905): 원자와 거시적 세계 연결

Ø 그 밖에도 다른 많은 업적이 있다 (레이저의 기초 이론, 통계물리)

Ø 죽기 전 30년간 우주의 궁극법칙(통일장 이론)을 완성하려 했으나 실패 함 (현대의 입자물리학과 초끈이론이 이 꿈을 계승함)

Ø 최후의 고전물리학자 (양자역학을 끝까지 거부. 결정론 고수)

“신은 주사위 놀음을 하지 않는다!”

Ø 특수상대성 이론(1905)

Ø 시간과 공간의 본질에 대한 혁명 Ø 에테르라는 매질은 존재하지 않는다 Ø 물질과 에너지의 동등성 (E=mc²)

Ø 핵발전(=원자력발전)과 핵폭탄(=원자폭탄)의 원리 Ø 일반 상대성 이론(1915)

Ø 시공간이 휘었다!

Ø 뉴턴의 만유인력(중력) 법칙 수정

Ø 우주의 역사에 대한 이론. 블랙홀. 웜홀 Ø 광전효과(1905, 노벨상 수상)

Ø 빛의 입자설 부활

Ø 양자역학에서 중요한 진전

Ø 브라운 운동(1905): 원자와 거시적 세계 연결

Ø 그 밖에도 다른 많은 업적이 있다 (레이저의 기초 이론, 통계물리)

Ø 죽기 전 30년간 우주의 궁극법칙(통일장 이론)을 완성하려 했으나 실패 함 (현대의 입자물리학과 초끈이론이 이 꿈을 계승함)

Ø 최후의 고전물리학자 (양자역학을 끝까지 거부. 결정론 고수)

“신은 주사위 놀음을 하지 않는다!”

아인슈타인의 학교 및 사회생활

Ø 학교 시절 과학과 수학은 잘 하였으나 그 외 과 목은 잘 못함

Ø 지도교수와 사이가 매우 나빴음

Ø박사학위를 받지 못함.

Ø심지어 조교 자리도 얻지 못함

Ø고등학교 교사 자격증을 자동으로 얻었지만 교수 추천도 받지 못해 백수로 지냄. 과외로 입에 겨우 풀칠.

Ø 친구 집안의 연줄로 특허국 임시직원으로 겨우 취직

Ø 학교 시절 과학과 수학은 잘 하였으나 그 외 과 목은 잘 못함

Ø 지도교수와 사이가 매우 나빴음

Ø박사학위를 받지 못함.

Ø심지어 조교 자리도 얻지 못함

Ø고등학교 교사 자격증을 자동으로 얻었지만 교수 추천도 받지 못해 백수로 지냄. 과외로 입에 겨우 풀칠.

Ø 친구 집안의 연줄로 특허국 임시직원으로 겨우

취직

아인슈타인의 사생활

Ø 밀레바 마리치와 캠퍼스 커플

Ø 아인슈타인 부모는 결혼을 결사 반대

Ø 아기 출산 후 친구 두 명만 증인으로 참석시키고 결혼 식 강행

Ø 10여 년 후 이혼함

Ø 이혼 후 육촌동생 엘자와 결혼

Ø 밀레바와의 연애편지는 아직까지 그대로 남아있음. 이 편지에 상대론의 아이디어가 많이 보인다.

Ø 밀레바 마리치와 캠퍼스 커플

Ø 아인슈타인 부모는 결혼을 결사 반대

Ø 아기 출산 후 친구 두 명만 증인으로 참석시키고 결혼 식 강행

Ø 10여 년 후 이혼함

Ø 이혼 후 육촌동생 엘자와 결혼

Ø 밀레바와의 연애편지는 아직까지 그대로 남아있음. 이 편지에 상대론의 아이디어가 많이 보인다.

고전물리학의 시간과 공간

Ø 모든 시계를 같 은 시각으로 맞 출 수 있다

Ø 누구나 길이의 기준이 같다

Ø(예: 1m는 누 구에게나 같은 길이이다)

Ø 모든 시계를 같 은 시각으로 맞 출 수 있다

Ø 누구나 길이의 기준이 같다

Ø(예: 1m는 누 구에게나 같은 길이이다)

플래시

위로 공 던지기: 고전물리학(=상식)

Ø 걸어가며 위로 공을 던졌다 받아보자

Ø 공을 던진 사람이 보는 공의 운동 모양은?

Ø 서있는 사람이 보는 공의 운동 모양은?

플래시

속도의 덧셈: 고전물리학(=상식)

Ø 걸어가며 앞으로 공을 던져보자

Ø 서서 공을 던질 때에 비해 공의 속도는 어떻게 바뀌는가?

Ø 시속 20km/h의 속도로 움직이는 버스 안에서 앞으로 시속 10km/h 의 속도로 공을 던진다. 밖에서 서있는 사람은 공이 얼마의 속도로 날아가는 것으로 관찰할까?

20km/h

버스 밖에서 본 모습 10km/h

버스 안에서 본 모습

30km/h

10km/h + 20km/h = 30km/h

“갈릴레이의 상대성 원리”

공 대신 빛을!

버스 안에서 본 모습 버스 밖에서 본 모습

20km/h 30만km/초 ???

버스 안에서 본 모습 버스 밖에서 본 모습

Ø

갈릴레이와 뉴턴의 고전물리학(=상식):

밖에서 본 빛의 속도 = 30만km/초 + 20km/h

Ø

실제 실험 결과 (과학적 사실):

밖에서 본 빛의 속도 = 30만km/초!!!

광속의 절대성

Ø 광속은 누가 보더라도 항상 초속 30만km

Ø 1881년 마이켈슨-몰리의 실험에 의해 실험적으로 밝혀졌다.

Ø 당시에는 맥스웰 이론에 따라 빛이 에테르를 매질로 하여 전파되는 파동으로 생각

Ø 에테르의 존재를 입증하려고 이 실험을 했다

Ø 에테르의 존재는 밝히지 못하고 오히려 빛의 속도가 변하 지 않는다는 이상한 결과가 나옴

Ø 몇몇 학자들이 당시 이론을 적당히 땜질하여 설명

Ø아인슈타인이 상대성이론으로 물리의 근본을 바꿈 Ø 광속은 누가 보더라도 항상 초속 30만km

Ø 1881년 마이켈슨-몰리의 실험에 의해 실험적으로 밝혀졌다.

Ø 당시에는 맥스웰 이론에 따라 빛이 에테르를 매질로 하여 전파되는 파동으로 생각

Ø 에테르의 존재를 입증하려고 이 실험을 했다

Ø 에테르의 존재는 밝히지 못하고 오히려 빛의 속도가 변하 지 않는다는 이상한 결과가 나옴

Ø 몇몇 학자들이 당시 이론을 적당히 땜질하여 설명

Ø아인슈타인이 상대성이론으로 물리의 근본을 바꿈

마이켈슨-몰리 실험의 원리

왼쪽으로 흐르는 강물에서 같은 속력으로 움직이는 두 배가 A에서 같은 거리만큼 떨어진 B와 C를 다녀온다. 강물의 흐름 때문에 걸 리는 시간이 달라진다. 어떤 배가 먼저 다녀올까?

플래시

마이켈슨-몰리의 실험

앞 페이지에서

배 ~ 빛

강물 ~ 에테르

(지구가 태양 주위를 돈다

è 지구에서 봤을 때 에테르가 강물처럼 흘러간다)

플래시

플래시

아인슈타인의 특수상대성이론

Ø 특수상대성이론의 기본 가정 두 가지

Ø광속불변의 원리

Ø어떤 관성계에서든 광속은 같다

Ø특수상대성 원리

Ø어떤 관성계에서든 물리 법칙은 같다

Ø 관성계: 정지해 있거나 등속운동을 하는 계

지해 있거나 일정한 속도로 움직이는 계, 즉 가속되지 않는 계가 관성 계이다. 버스나 지하철이 출발하거나 굽은 길을 돌면 원심력이라 부 르는 가짜 힘 때문에 가만히 서 있을 수가 없는데 이런 경우에는 관 성계가 아니다. )

Ø 특수상대성이론의 기본 가정 두 가지

Ø광속불변의 원리

Ø어떤 관성계에서든 광속은 같다

Ø특수상대성 원리

Ø어떤 관성계에서든 물리 법칙은 같다

Ø 관성계: 정지해 있거나 등속운동을 하는 계

지해 있거나 일정한 속도로 움직이는 계, 즉 가속되지 않는 계가 관성 계이다. 버스나 지하철이 출발하거나 굽은 길을 돌면 원심력이라 부 르는 가짜 힘 때문에 가만히 서 있을 수가 없는데 이런 경우에는 관 성계가 아니다. )

"빛보다 빠른 물질 있다" 주장에 세계가 발칵 (서울경제 2012.01.12 11:20:28)

지난해 9월 세상을 발칵 뒤집어 놓은 빛보다 빠른 입자의 진실 검증이 올해 완료된다. 당시 유럽입자 물리연구소(CERN)는 거대강입자가속기(LHC)에서 이탈리아 그란사소 실험실까지 중성미자(neutrino) 를 발사한 결과 빛보다 60.7(±6.9)ns(나노초) 빨리 도착했다고 발표했다.

이후 57.8(±7.8)㎱로 정정되기는 했지만 이는 빛보다 빠른 물질은 없다는 아인슈타인의 특수상대성 이론에 정면 배치되는 결과로 현대과학의 일대 변혁을 예고하는 것이었다. 특히 지난해 11월 CERN 의 중성미자관측 프로젝트인 오페라(OPERA)팀은 추가 보완실험에서도 중성미자가 62.1(±3.7)㎱ 빠 르게 도착했다고 알려왔다. 하지만 워낙 중대한 사안인 만큼 CERN과 학계는 다른 곳에서 동일한 결 과가 재현돼야 이를 확신할 수 있다는 입장을 피력해왔다.

Note

아인슈타인은 이제 안심해도 될 듯하다. 뉴트리노는 빛보다 빠르지 않다.

By Clara Moskowitz and SPACE.com, June 8, 2012, Scientific American

뉴트리노의 속도가 초광속일 수도 있다는 생각에 최종 선고가 내려진 것으로 보인다.

지난해 9월, 현대 물리학을 뒤집을 수도 있는 충격적인 연구 결과를 보고했던 같은 연구실에서 이제 뉴트리노라 불리는 아원자 입자가 우주의 속도 한계를 따른다고 보고한다.

스위스 유럽원자핵공동연구소(CERN)의 물리학자 세르지오 베르톨루치(Sergio Bertolucci)는 6월 8일, 일본 교토에서 열 린 제 25차 국제 뉴트리노물리학 및 천체물리학 컨퍼런스에서 그간의 연구 결과를 발표했다.

특수상대론의 결과

Ø

시간지연(time dilation): 움직이는 물체는 시간이 천천히 간다

Ø

길이수축(length contraction): 움직이는 물체는 길이가 짧아진다

Ø

동시성의 상대성: 정지한 사람에게 동시에 일어난 일은 움직이는 사람에게는 동시에 일어나지 않 는다(그 반대도 마찬가지).

Ø

질량증가: 움직이는 물체는 질량이 무거워진다

Ø

물질과 에너지의 동등성: 물질과 에너지는 서로 바 뀔 수 있다

Ø

시간지연(time dilation): 움직이는 물체는 시간이 천천히 간다

Ø

길이수축(length contraction): 움직이는 물체는 길이가 짧아진다

Ø

동시성의 상대성: 정지한 사람에게 동시에 일어난 일은 움직이는 사람에게는 동시에 일어나지 않 는다(그 반대도 마찬가지).

Ø

질량증가: 움직이는 물체는 질량이 무거워진다

Ø

물질과 에너지의 동등성: 물질과 에너지는 서로 바 뀔 수 있다

E = mc

시간의 흐름: 고전물리학(=상식)

10:00

서울 대전

10:00 12:00 12:00

우리가 일상적으로 늘 경험하는 사실

˜ 움직이는 버스나 기차 안에 있는 시계와 밖에 서 서 있는 시계는 항상 같은 시간을 가리킨다

˜ 즉, 누구에게나 시간은 동일하게 흘러간다 è 공통된 시간을 사용할 수 있다

(그래서 시간 약속이 가능하다.)

시간의 흐름: 특수상대론(=사실)

10:00

서울 대전

10:00 12:00 11:00

움직이는 기차나 버스 안에서는 시간이 천천히 흐른다

˜ 즉, 기차에 타고 있는 사람이 덜 늙는다

˜ 기차의 속도가 클수록 시간이 천천히 간다

(정말인가?)

시간과 시계

Ø 시간을 재려면 시계가 필요하다 Ø 편의상 “ 빛시계”를 이용

Ø거울에 빛을 쏘아 돌아올 때까지 걸리는 시간을 1초라고 하자

Ø즉, 빛이 거울에 반사되어 돌아오 면 밑에 있는 보통 시계의 눈금 하 나가 지나간다

Ø 시간을 재려면 시계가 필요하다 Ø 편의상 “ 빛시계”를 이용

Ø거울에 빛을 쏘아 돌아올 때까지 걸리는 시간을 1초라고 하자

Ø즉, 빛이 거울에 반사되어 돌아오 면 밑에 있는 보통 시계의 눈금 하 나가 지나간다

플래시

기차 안의 시계

기차에 타고 있는 승객이 보 면 빛시계의 빛은 똑바로 위 로 올라갔다가 아래로 떨어 진다

기차역에 정지해있는 역무 원이 보면 기차 내부 빛시계 의 빛은 더 먼 거리를 움직 여야 한다

기차 내부에 빛시계를 달고 기차가 움직일 때 시계를 살펴보자

기차 승객이 본 빛시계의 움직임

역무원이 기차 밖에서 본 빛의 움직임 gif

두 시계의 비교

Ø 기차역에 서있는 시계와 기차 안에서 움직이는 시계의 시간을 역 무원의 입장에서 비교해 보자

1초 0.8초

Ø 정지한 시계의 빛이 한 번 왕복하는 동안 기차의 시계는 제자리 로 오지 못한다 (왜냐면 빛의 속도는 일정하므로!)

Ø 그런데 시계의 눈금은 빛이 한 번 왕복할 때 1초만큼 움직이므로 기차의 시계는 1초가 되지 못한다 è 시간지연!

animation

두 시계의 비교

Ø

동영상으로 다시 보기

플래시

결론: 시간 지연

Ø

움직이는 물체는 시간이 천천히 흐른다!

Ø

어떻게 하여 이런 “사태”가 벌어졌는가?

˜ 빛의 속도가 항상 일정하기 때문

˜ 보통의 상식:

Ø

움직이는 물체는 시간이 천천히 흐른다!

Ø

어떻게 하여 이런 “사태”가 벌어졌는가?

˜ 빛의 속도가 항상 일정하기 때문

˜ 보통의 상식:

역무원이 보는

기차 안 빛의 속도 = 보통의 빛의 속도(30만 km/초) + 기차의 속도

˜ 올바른 과학적 사실:

역무원이 보는

기차 안 빛의 속도 = 보통의 빛의 속도(30만 km/초)

왜 시간지연을 경험하지 못하는가

Ø

일상에서 경험하는 보통의 속도로는 시간지연 효과가 매우 미미하기 때문

˜ 하지만 시간을 매우 엄밀하게 측정하면 정말로 시간이 천천히 가는 것을 검증할 수 있다

Ø

실험으로 검증한 예

1971년 비행기로 동쪽과 서쪽으로 각각 두 번씩 지구 주위를 돈 후 시계 비교 (지구 자전 때문에 동 쪽으로 돈 시계는 느려지고 서쪽으로 돈 시계는 빨라진 다. 계산이 복잡함)

서쪽으로 돈 시계: 0.000027초 빨라짐 동쪽으로 돈 시계: 0.000006초 느려짐

상대론 계산과 일치! (GPS에서 매우 중요하게 사용됨) Ø

일상에서 경험하는 보통의 속도로는 시간지연

효과가 매우 미미하기 때문

˜ 하지만 시간을 매우 엄밀하게 측정하면 정말로 시간이 천천히 가는 것을 검증할 수 있다

Ø

실험으로 검증한 예

1971년 비행기로 동쪽과 서쪽으로 각각 두 번씩 지구 주위를 돈 후 시계 비교 (지구 자전 때문에 동 쪽으로 돈 시계는 느려지고 서쪽으로 돈 시계는 빨라진 다. 계산이 복잡함)

서쪽으로 돈 시계: 0.000027초 빨라짐 동쪽으로 돈 시계: 0.000006초 느려짐

상대론 계산과 일치! (GPS에서 매우 중요하게 사용됨)

과연 얼마나 느려지는가

Ø v: 기차의 속도

Ø c: 빛의 속도

Ø T: 기차 밖에서 (역무원이)보는 시 간

Ø T₀: 기차 안에서 (승객이)보는 시간

Ø 피타고라스의 정리

cT cT₀

Ø v: 기차의 속도

Ø c: 빛의 속도

Ø T: 기차 밖에서 (역무원이)보는 시 간

Ø T₀: 기차 안에서 (승객이)보는 시간

Ø 피타고라스의 정리

vT

cT₀

(cT)² = (vT)² + (cT₀)²

2 2 2 1

0 2

1

1

T T v

c T T v

c

-

\ = -

= -

0

시간 지연의 구체적 정도

Ø 기차가 음속(v=340m/초)으로 움직이면 T₀= 0.9999999999994T

즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.9999999999994초

Ø 기차가 0.1c로 움직이면 T₀= 0.99T 즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.99초

Ø 기차가 ½c로 움직이면 T₀= 0.87T

즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.87초

Ø 기차가 0.9c로 움직이면 T₀= 0.44T 즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.44초

Ø 기차가 0.99999c로 움직이면 T₀= 0.0045T 즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.0045초!

Ø 기차가 음속(v=340m/초)으로 움직이면 T₀= 0.9999999999994T

즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.9999999999994초

Ø 기차가 0.1c로 움직이면 T₀= 0.99T 즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.99초

Ø 기차가 ½c로 움직이면 T₀= 0.87T

즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.87초

Ø 기차가 0.9c로 움직이면 T₀= 0.44T 즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.44초

Ø 기차가 0.99999c로 움직이면 T₀= 0.0045T 즉, 기차 밖의 1초 = 기차 안의 0.0045초!

뮤온이 지면에 도달할 수 있는 이유?

동시란 무엇인가?

Ø 어떤 두 사건이 “ 동시”에 일어났다는 것은 무 슨 뜻인가?

ØA와 B의 가운데 M에 사람이 서 있다 ØA와 B에서 불이 반짝였다

ØA와 B의 불빛을 M에서 같은 시간에 관측하면 A와 B에서 불빛이 동시에 반짝인 것이다

Ø 어떤 두 사건이 “ 동시”에 일어났다는 것은 무 슨 뜻인가?

ØA와 B의 가운데 M에 사람이 서 있다 ØA와 B에서 불이 반짝였다

ØA와 B의 불빛을 M에서 같은 시간에 관측하면 A와 B에서 불빛이 동시에 반짝인 것이다

A M B ^animation

동시성의 상대성

Ø 상대론에 의하면 절대적 동시란 없다!

˜ A에게 동시에 일어난 사건이 B에게는 동시에 일어나지 않 을 수도 있다

˜ A에게 먼저 일어난 일이 B에게는 나중에 일어날 수도 있다

Ø 예: 두 로켓의 양 끝에 운석이 충돌

˜ 운석이 충돌하면 빛으로 신호를 보낸다

˜ 정지한 A(분홍)로켓에서는 운석이 동시에 충돌한 것으로 관측

˜ 움직이는 B(파랑)로켓에서는 운석이 앞쪽에 먼저 떨어진 것으로 관측

˜ A에게 동시에 일어난 사건이 B에게는 먼저 일어나기도 하고 늦게 일어 나기도 한다

è B(A)의 과거, 현재, 미래가 A(B)에겐 동시!

시간대별 정밀분석

운석 충돌전

운석충돌직후

충돌신호발생

신호 전파중

앞쪽신호

B에 먼저도달 양쪽신호

A에 동시도달 뒤쪽신호

B에 늦게도달

의문점 해소하기

Ø 고전물리학적으로도 신호 전달 순서가 달라지므로 이것 만으로는 동시성이 바뀌었다고 할 수 없는 것 같은데?

Ø 중요한 것은 빛은 전파속도가 누구에게나 같다는 것 임

Ø 고전물리학에서는 앞에서 오는 빛은 기차의 속도와 더해지고 뒤에서 오는 빛은 기차의 속도를 빼야 하므 로 동시에 일어난 사건이 다르게 관측되어도 이상할 것이 없다

Ø 하지만 실제로는 앞에서 오는 빛과 뒤에서 오는 빛의 속도가 같으므로(광속은 일정) 정지한 로켓과 움직이 는 로켓에서 사건이 일어나는 순서가 다르다

Ø 고전물리학적으로도 신호 전달 순서가 달라지므로 이것 만으로는 동시성이 바뀌었다고 할 수 없는 것 같은데?

Ø 중요한 것은 빛은 전파속도가 누구에게나 같다는 것 임

Ø 고전물리학에서는 앞에서 오는 빛은 기차의 속도와 더해지고 뒤에서 오는 빛은 기차의 속도를 빼야 하므 로 동시에 일어난 사건이 다르게 관측되어도 이상할 것이 없다

Ø 하지만 실제로는 앞에서 오는 빛과 뒤에서 오는 빛의 속도가 같으므로(광속은 일정) 정지한 로켓과 움직이 는 로켓에서 사건이 일어나는 순서가 다르다

동시성 정리하기

Ø A 정지, B 움직임

Ø A: 12시 정오에 동시에 일어난 두 사건

ØB: 앞쪽 사건은 오전에 일어난다 뒤쪽 사건은 오후에 일어난다

Ø얼마나 시간 차이가 나는가는 로켓이 얼마나 빨리 움직이는가에 달려있다 (공식은 생략)

Ø 그렇다면 B에게 12시 정오에 동시에 일어난 두 사건은 A에게 어떻게 보일까?

ØA: 앞쪽 사건은 오후에 일어난다 뒤쪽 사건은 오전에 일어난다

Ø A 정지, B 움직임

Ø A: 12시 정오에 동시에 일어난 두 사건

ØB: 앞쪽 사건은 오전에 일어난다 뒤쪽 사건은 오후에 일어난다

Ø얼마나 시간 차이가 나는가는 로켓이 얼마나 빨리 움직이는가에 달려있다 (공식은 생략)

Ø 그렇다면 B에게 12시 정오에 동시에 일어난 두 사건은 A에게 어떻게 보일까?

ØA: 앞쪽 사건은 오후에 일어난다 뒤쪽 사건은 오전에 일어난다

시간과 공간을 그림 하나에 나타내자

1차원 직선 위에서 차의 운동

시간까지 나타낸 그림

gif

시간

공간

B로켓의 앞쪽 시간

공간 B

A로켓의 뒤쪽

A로켓의 앞쪽 시간

공간 A

시공간 그림으로 이해하기

뒤쪽 운석 충돌

몰라도 됨

B로켓의 뒤쪽

A의 12시 정오

A의 동시 뒤쪽 운석 충돌

앞쪽 운석 충돌

animation

Ø 요점은,

ØA에서의 시간과 공간이 B에서는 서로 섞인다 는 것이다.

Ø거꾸로 B에서의 시간과 공간이 A에서도 서로 섞인다.

Ø즉, 시간과 공간은 따로 구분되어 있는 것이 아니라 서로 영향을 주고 받는다!

Ø그래서 현대물리학에서는 시간과 공간을 합쳐 서 한꺼번에 “시공간(space-time)”이라고 부 른다.

Ø 요점은,

ØA에서의 시간과 공간이 B에서는 서로 섞인다 는 것이다.

Ø거꾸로 B에서의 시간과 공간이 A에서도 서로 섞인다.

Ø즉, 시간과 공간은 따로 구분되어 있는 것이 아니라 서로 영향을 주고 받는다!

Ø그래서 현대물리학에서는 시간과 공간을 합쳐 서 한꺼번에 “시공간(space-time)”이라고 부 른다.

물체의 길이는 어떻게 재는가

Ø

정지해있는 물체: 자로 재면 된다

빨간 막대의 길이 = 4.4cm

Ø

움직이는 물체는?

Ø 자를 들고 물체를 열심히 쫓아다녀야 할까?

Ø 쉽고 정확한 방법이 있다:

자를 물체가 움직이는 길목에 두고 물체가 자 에 도달했을 때 사진을 찍는다

Ø

움직이는 물체는?

Ø 자를 들고 물체를 열심히 쫓아다녀야 할까?

Ø 쉽고 정확한 방법이 있다:

자를 물체가 움직이는 길목에 두고 물체가 자 에 도달했을 때 사진을 찍는다

사진을 찍어 길이 재기

Ø 사진을 찍는다?

è물체의 양쪽 끝 위치를 “동시에” 측정한다!

Ø 움직이는 물체의 동시와 정지해있는 자의 동시는 다 르다è 길이가 달라진다!

Ø 12시 정오에 길이를 재면

Ø 막대의 시간으로는 막대 뒤쪽은 오후, 앞쪽은 오전 è 막대 뒤쪽은 더 많이 이동. 앞쪽은 더 적게 이동 è 막대의 길이가 짧게 측정된다 (즉, 길이수축)

찍은 사진

animation

Ø 사진을 찍는다?

è물체의 양쪽 끝 위치를 “동시에” 측정한다!

Ø 움직이는 물체의 동시와 정지해있는 자의 동시는 다 르다è 길이가 달라진다!

Ø 12시 정오에 길이를 재면

Ø 막대의 시간으로는 막대 뒤쪽은 오후, 앞쪽은 오전 è 막대 뒤쪽은 더 많이 이동. 앞쪽은 더 적게 이동 è 막대의 길이가 짧게 측정된다 (즉, 길이수축)

막대의 앞쪽 시간

공간 시간 막대

공간 자

시공간 그림으로 이해하기

사진에 찍힌 막대의 모습

몰라도 됨

막대의 뒤쪽

자의 12시 정오

자의 동시 사진에 찍힌 막대의 모습

animation

이 모든 것을 종합하면…

Ø 움직이는 시계는

˜ 홀쭉하다 (길이수축)

˜ 천천히 간다 (시간지연)

˜ 앞쪽의 시계는 늦고(예: 오전) 뒤쪽의 시계는 이르다(예:

오후) (동시성 파괴)

플래시

시간 지연과 길이 수축의 정리

Source file 동영상

http://www.youtube.com/watch?v=88WTEQwvJ9g

실제 거리가 보이는 모양

정지한 상태에서 보이는 도시의 모습

도시를 향하여 0.9c의 속도 로 달려가는 로켓이 보는 모 습. 건물의 형상이 왜곡될 뿐 만 아니라 색채가 도플러 효 과에 의해 청색 쪽으로 치우 쳐진다.(도플러효과는 몰라도 됨)

인터넷 접속 자바 가상 실험

여행을 떠나요!

컴퓨터로 만든 가상 현실 화면

빛의 속도의 50% - 99%로 움직일 때 보이는 동네 풍경

동영상

Apparent shape of objects at relativistic speed

(빛의 운동시간 차이 때문에 벽이나 물체가 휘어 보인다.)

Ø

특수상대성이론의 기본 가정 두 가지

˜

광속불변의 원리

어떤 관성계에서든 광속은 같다

˜

특수상대성 원리

어떤 관성계에서든 물리 법칙은 같다

그런데… 이것은 이야기의 반쪽일 뿐

Ø

특수상대성이론의 기본 가정 두 가지

˜

광속불변의 원리

어떤 관성계에서든 광속은 같다

˜

특수상대성 원리

어떤 관성계에서든 물리 법칙은 같다

이제 여기에 주목할 시점이 되었다

다시 기차와 시계의 세계로

Ø 기차에 타고 있는 승객의 입장에서는

Ø기차는 가만히 있고 주변의 모든 것이 움직인다!

Ø기차의 시계는 정상속도로 가고 철도 역에 서있 는 시계가 천천히 간다

Ø기차의 길이는 그대로이고 철도역과 역무원이 홀쭉하게 보인다

Ø 즉, 역무원과 승객은 서로 상대방의 시간이 천 천히 흐르고 상대방의 길이가 짧아졌다고 주장 한다

Ø 기차에 타고 있는 승객의 입장에서는

Ø기차는 가만히 있고 주변의 모든 것이 움직인다!

Ø기차의 시계는 정상속도로 가고 철도 역에 서있 는 시계가 천천히 간다

Ø기차의 길이는 그대로이고 철도역과 역무원이 홀쭉하게 보인다

Ø 즉, 역무원과 승객은 서로 상대방의 시간이 천 천히 흐르고 상대방의 길이가 짧아졌다고 주장 한다

누가 옳을까?

누가 옳을까?

Ø

황희 정승이 옳다!

Ø

즉, 둘 다 옳다!

Ø

이유는?

두 사람의 “동시”는 다르기 때문!

Ø

황희 정승이 옳다!

Ø

즉, 둘 다 옳다!

Ø

이유는?

두 사람의 “동시”는 다르기 때문!

관점에 따라 옳고 그름이 달라질 수 있다!

역무원의 관점

10:00

서울 대전

10:00 10:00

12:00

서울 대전

11:00 12:00

승객과 기차가 홀쭉하게 보이고 기차의 시간이 천천히 흐른다

승객의 관점

10:00

서울 대전

10:00 11:30

역무원과 주변 풍경이 홀쭉하게 보이고 기차역 사이의 거리도 짧아진다 기차역의 시간이 천천히 흐른다.

각 기차역의 시계들이 같은 시간에 맞춰져 있지 않다

역무원과 주변 풍경이 홀쭉하게 보이고 기차역 사이의 거리도 짧아진다 기차역의 시간이 천천히 흐른다.

각 기차역의 시계들이 같은 시간에 맞춰져 있지 않다

서울

11:00

대전

12:00 10:30

복습하기

Ø 움직이는 시계는

Ø 홀쭉하다 (길이수축) Ø 천천히 간다 (시간지연)

Ø 앞쪽의 시계는 시간이 늦고(예: 오전) 뒤쪽은 빠르다(예: 오후) (동시성 파괴)

플래시

로렌츠 변환식 구경

Ø

(1902 노벨 물리 학상)

Ø 1895년, Michelson-Morley 실험 을 설명하기 위해 움직이는 물체 는 움직이는 방향으로 길이가 줄 어든다는 제안을 함

Ø수식적으로 Lorentz 변환 발견(이 유는 모르지만)

Ø 아인슈타인이 Lorentz 변환의 물 리적 의미와 결과 완벽한 해석

Hendrik Antoon Lorentz (1853 –1928)

Ø

(1902 노벨 물리 학상)

Ø 1895년, Michelson-Morley 실험 을 설명하기 위해 움직이는 물체 는 움직이는 방향으로 길이가 줄 어든다는 제안을 함

Ø수식적으로 Lorentz 변환 발견(이 유는 모르지만)

Ø 아인슈타인이 Lorentz 변환의 물

리적 의미와 결과 완벽한 해석

코끼리를 냉장고에 넣는 방법은?

Ø 3 단계 방법

Ø 1. 냉장고 문을 연다

Ø 2. 코끼리를 냉장고에 넣는다 Ø 3. 문을 닫는다

Ø 특수상대론을 이용한 방법

Ø 코끼리를 매우 빨리 움직이게 한다 è 길이 수축 Ø 이때 재빨리 냉장고에 넣는다

Ø 코끼리의 반론:

Ø 길이가 줄어든 것은 내가 아니라 냉장고야.

Ø 발가락 한 개도 넣지 못해!

Ø 누가 옳은가?

Ø 3 단계 방법

Ø 1. 냉장고 문을 연다

Ø 2. 코끼리를 냉장고에 넣는다 Ø 3. 문을 닫는다

Ø 특수상대론을 이용한 방법

Ø 코끼리를 매우 빨리 움직이게 한다 è 길이 수축 Ø 이때 재빨리 냉장고에 넣는다

Ø 코끼리의 반론:

Ø 길이가 줄어든 것은 내가 아니라 냉장고야.

Ø 발가락 한 개도 넣지 못해!

Ø 누가 옳은가?

역시 해법은 동시성의 차이!

참고: 여기서 감마(γ)는 기차의 속도의 함수를 나타내는 것인데 클수록 빠르다.

플래시

쌍둥이의 역설

?

누가 더 젊은가?

아니면 같은 나이인가?

animation

답: 여행을 하면 더 젊다

Ø 여행 후에 다시 만나려면 지구로 돌아와야 한다.

Ø 다시 돌아오려면 우주선의 방향을 바꾸어야 한다.

è 가속운동 (즉, 속도가 바뀜)

Ø 가속되는 경우에는 특수상대성 원리가 적용되지 않 는다.

Ø 따라서 정지해있는 사람을 기준으로 생각하는 것이 옳다.

Ø 결론: 방안에서 혼자 노는 것보다는 여기저기 돌아다 니는 것이 세상을 더 젊게 사는 길이다. (0.00…01 초) 가능하면 길을 걸어갈 때도 온몸을 흔들고 즐겁 게 춤을 추면서…

Ø 여행 후에 다시 만나려면 지구로 돌아와야 한다.

Ø 다시 돌아오려면 우주선의 방향을 바꾸어야 한다.

è 가속운동 (즉, 속도가 바뀜)

Ø 가속되는 경우에는 특수상대성 원리가 적용되지 않 는다.

Ø 따라서 정지해있는 사람을 기준으로 생각하는 것이 옳다.

Ø 결론: 방안에서 혼자 노는 것보다는 여기저기 돌아다 니는 것이 세상을 더 젊게 사는 길이다. (0.00…01 초) 가능하면 길을 걸어갈 때도 온몸을 흔들고 즐겁 게 춤을 추면서…

시간 여행

Ø 쌍둥이의 역설을 이용하면 “미래”로 시간 여행을 할 수 있다.

Ø 하지만 (특수상대론의 범위에서는) “과거”로 여행하지는 못한다.

Ø 만약 과거로 여행할 수 있다면?

Ø인과율이 깨어져서 심각한 문제가 발생

Ø과거로 여행하려면 빛보다 빨리 움직여야 하 지만 이것은 무한대의 에너지가 필요하므로 불가능하다.

Ø 쌍둥이의 역설을 이용하면 “미래”로 시간 여행을 할 수 있다.

Ø 하지만 (특수상대론의 범위에서는) “과거”로 여행하지는 못한다.

Ø 만약 과거로 여행할 수 있다면?

Ø인과율이 깨어져서 심각한 문제가 발생

Ø과거로 여행하려면 빛보다 빨리 움직여야 하 지만 이것은 무한대의 에너지가 필요하므로 불가능하다.

과거, 현재, 미래, Elsewhere

시간

(절대적)미래 ^{빛이 지나는 시공선}

Elsewhere(상대적 미래) Elsewhere(상대적 미래)

현재

공간

Elsewhere(상대적 미래) Elsewhere(상대적 미래)

Elsewhere(상대적 과거) Elsewhere(상대적 과거)

(절대적)과거

Ø (절대적) 과거: 운동 상태와 관계없이 과거 Ø (절대적) 미래: 운동 상태와 관계없이 미래

Ø Elsewhere: 운동 상태에 따라 과거가 될 수도 있고 미래가 될 수도 있음

Ø(상대적)과거: 내가 보기에 과거 Ø(상대적)미래: 내가 보기에 미래

Ø나와 “인과관계가 없는 영역”이다

Ø즉, 현재의 나를 변화시키지도 못하고 내가 변 화시킬 수도 없는 영역이므로 “elsewhere”

과거, 현재, 미래, Elsewhere

Ø (절대적) 과거: 운동 상태와 관계없이 과거 Ø (절대적) 미래: 운동 상태와 관계없이 미래

Ø Elsewhere: 운동 상태에 따라 과거가 될 수도 있고 미래가 될 수도 있음

Ø(상대적)과거: 내가 보기에 과거 Ø(상대적)미래: 내가 보기에 미래

Ø나와 “인과관계가 없는 영역”이다

Ø즉, 현재의 나를 변화시키지도 못하고 내가 변 화시킬 수도 없는 영역이므로 “elsewhere”

물질과 에너지의 동등성

왜 물체가 빛의 속도보다 빨리 움직일 수 없을까?

Ø 물체의 속도를 빠르게 하는 방법

Ø힘을 가한다

Ø뉴턴의 운동 법칙:

Ø힘을 가하지 않으면 물체의 속도는 일정(관성의 법칙) Ø힘을 가하면 가속도가 생겨서 속도가 커진다 (F=ma)

Ø 힘을 충분히 가하면 물체의 속도가 빛의 속도보 다도 더 커질 수 있지 않을까?

Ø뉴턴: 그렇다

Ø아인슈타인: 불가능하다

왜 물체가 빛의 속도보다 빨리 움직일 수 없을까?

Ø 물체의 속도를 빠르게 하는 방법

Ø힘을 가한다

Ø뉴턴의 운동 법칙:

Ø힘을 가하지 않으면 물체의 속도는 일정(관성의 법칙) Ø힘을 가하면 가속도가 생겨서 속도가 커진다 (F=ma)

Ø 힘을 충분히 가하면 물체의 속도가 빛의 속도보 다도 더 커질 수 있지 않을까?

Ø뉴턴: 그렇다

Ø아인슈타인: 불가능하다

물질과 에너지의 동등성

Ø 특수상대론을 이리저리 살 펴보면 다음과 같은 결론이 나온다 (아인슈타인을 대표하는 식으로 쓰임, 유도 안 함):

Ø 이 식의 의미는 다음과 같다 Ø 힘을 오랫동안 가하여 물체 의 속도가 빨라지면 에너지 가 커지는데, 그에 비례하 여 질량도 증가한다! (m = E/c² )

Ø 에너지와 질량은 동등하다 (서로 서로로 변화될 수 있 다)

2

2 0

2

1 2

E mc m c

v c

= =

-

Ø 특수상대론을 이리저리 살 펴보면 다음과 같은 결론이 나온다 (아인슈타인을 대표하는 식으로 쓰임, 유도 안 함):

Ø 이 식의 의미는 다음과 같다 Ø 힘을 오랫동안 가하여 물체 의 속도가 빨라지면 에너지 가 커지는데, 그에 비례하 여 질량도 증가한다! (m = E/c² )

Ø 에너지와 질량은 동등하다 (서로 서로로 변화될 수 있 다)

Ø

에너지의 증가 공식

Ø 예: 전자의 질량 증가

Ø광속의 99.9%로 움직이면 질량은 22배 증가

Ø광속의 99.99999999%로 움직이면 질량은 7만 배 증가

Ø물체의 속도는 절대로 빛의 속도를 넘을 수 없다.

2 2

2 0

/c v

1

c E m

-

=

Ø 예: 전자의 질량 증가

Ø광속의 99.9%로 움직이면 질량은 22배 증가

Ø광속의 99.99999999%로 움직이면 질량은 7만 배 증가

Ø물체의 속도는 절대로 빛의 속도를 넘을 수 없다.

E=mc

^{의 또 다른 의미}

Ø 질량이 줄어들면 에너지로 바뀐다.

Ø그런데 빛의 속도는 매우 크기 때문에 물질이 조금만 줄어들어도 엄청난 양의 에너지가 나온 다

Ø 예: 물질 1그램이 사라지면 그때 발생하는 에너지는?

Ø E = (1g)x(30만 km/초)x(30만 km/초)

= 9 x 10^-3+5+3+5+3J = 9 x 10¹³J

= 2.2 x 10¹⁰ Kcal(킬로칼로리)

= 사람 천만 명의 하루 소비 에너지!

Ø 참고: 1945년 일본에 떨어진 핵폭탄은 물질 9그 램이 에너지로 바뀐 것임.

Ø 질량이 줄어들면 에너지로 바뀐다.

Ø그런데 빛의 속도는 매우 크기 때문에 물질이 조금만 줄어들어도 엄청난 양의 에너지가 나온 다

Ø 예: 물질 1그램이 사라지면 그때 발생하는 에너지는?

Ø E = (1g)x(30만 km/초)x(30만 km/초)

= 9 x 10^-3+5+3+5+3J = 9 x 10¹³J

= 2.2 x 10¹⁰ Kcal(킬로칼로리)

= 사람 천만 명의 하루 소비 에너지!

Ø 참고: 1945년 일본에 떨어진 핵폭탄은 물질 9그 램이 에너지로 바뀐 것임.

핵 에너지

Ø 원자핵이 쪼개지거나 합쳐지면서 질량이 조 금씩 사라지고 에너지로 바뀐다

Ø 핵분열: 핵발전소, 원자핵폭탄에 이용 Ø 핵융합: 수소폭탄에 이용

Ø핵융합 발전: 인류 최후, 최고의 무공해 발전 (현재 건설 시작(ITER)-한국, 미국, EU, 러시 아, 일본, 중국, 인도 7개국 참여)

Ø우주에는 수많은 핵융합 발전소가 있다:

별!

Ø태양을 비롯한 모든 별은 핵융합에 의해 수십 억 년 동안 꺼지지 않는 빛을 낸다

Ø 원자핵이 쪼개지거나 합쳐지면서 질량이 조 금씩 사라지고 에너지로 바뀐다

Ø 핵분열: 핵발전소, 원자핵폭탄에 이용 Ø 핵융합: 수소폭탄에 이용

Ø핵융합 발전: 인류 최후, 최고의 무공해 발전 (현재 건설 시작(ITER)-한국, 미국, EU, 러시 아, 일본, 중국, 인도 7개국 참여)

Ø우주에는 수많은 핵융합 발전소가 있다:

별!

Ø태양을 비롯한 모든 별은 핵융합에 의해 수십 억 년 동안 꺼지지 않는 빛을 낸다

핵 에너지 발생 원리

핵 융합에너지 발생 조건

Ø 1억도의 플라스마가 필요하다.

Ø 1억도의 플라스마를 담을 용기 (플라스마 발생 장치)가 필요하 다.

Ø 연료( 바닷물)가 필요하다.

국가 핵융합 연구소

K-STAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)

한국의 인공태양 'KSTAR' 핵융합 해냈다(2010.10.19)조선비즈 한국도 핵융합 선진국이다!

ITER(International Thermonuclear

Experimental Reactor, “The Way” in Latin)

Ø What is ITER?

- ITER is a joint international research and development project that aims to

demonstrate the scientific and technical feasibility of fusion power by 2019. The partners in the project - the ITER

Parties - are the European Union (represented by

EURATOM), Japan, the

People´s Republic of China, India, the Republic of Korea, the Russian Federation and the USA. ITER will be

constructed in Europe, at Cadarache in the South of France.

Ø What is ITER?

- ITER is a joint international research and development project that aims to

demonstrate the scientific and technical feasibility of fusion power by 2019. The partners in the project - the ITER

Parties - are the European Union (represented by

EURATOM), Japan, the

People´s Republic of China, India, the Republic of Korea, the Russian Federation and the USA. ITER will be

constructed in Europe, at Cadarache in the South of France.

핵융합과 핵분열 발전 비교

<핵분열에너지 (원자력 발전) >

- 연료비가 월등히 낮음

- 이산화탄소가 배출 되지 않는다 - 우라늄 매장량의 한계

- 방사성 폐기물 처리 문제

- 수명이 다한 원자로 해체 문제

- 안전성의 문제(지진 등; Fukushima 원전 사태)

<핵융합에너지>

- 거의 무한한 연료(바닷물)

- 폐기물과 이산화 탄소가 거의 나오지 않음(대용량 고효율 친환경 의 미래에너지)

- 기술적 어려움(실용화되지 않음, 실용화는 2050년 이후로 예상됨)

<핵분열에너지 (원자력 발전) >

- 연료비가 월등히 낮음

- 이산화탄소가 배출 되지 않는다 - 우라늄 매장량의 한계

- 방사성 폐기물 처리 문제

- 수명이 다한 원자로 해체 문제

- 안전성의 문제(지진 등; Fukushima 원전 사태)

<핵융합에너지>

- 거의 무한한 연료(바닷물)

- 폐기물과 이산화 탄소가 거의 나오지 않음(대용량 고효율 친환경 의 미래에너지)

- 기술적 어려움(실용화되지 않음, 실용화는 2050년 이후로 예상됨)

우리나라는 원자력 발전을 계속하여야 하는가?

Ø

그렇다: 그 이유는?

Ø

아니다: 그 대안은?

원자력은 안전 비용 포함 시 단가 증가 예상

누가 옳을까? 이 문제는 옮고 그름의 문제가 아니고 최선 또는 차선의 선택의 문제임

지구 온난화와 온실가스

Ø 지구 온난화는 사실인가?

Ø 사실이라는 주장과 아니라는 의견이 양존

Ø 과학적 자료는 온난화가 사실이라는 쪽을 뒷받침하는 것으로 대다수의 과학자들은 믿고 있음

온난화의 원인은?

Ø 온실가스(주로 CO₂)

Ø 태양의 영향 등 기타 원인도 있으나 주요 요 인이 아님

Ø 2009년 코펜하겐 기후정상회의에서 2020 년까지 CO₂ 배출을 80%까지 줄이겠다고 협 약

Ø 80% 이상 줄여야 100년 후부터 온도 상승 이 정지할 것으로 예측

Ø 현재는 모든 주요 국가에서 CO₂ 배출량이 줄기는 커녕 증가하고 있음

Ø 화석연료 사용(발전, 운송수단)이 주 원인임

Ø 전기와 수소 연료는 청정연료이나 전기 및 수소 생산이 문제임

Ø 온실가스(주로 CO₂)

Ø 태양의 영향 등 기타 원인도 있으나 주요 요 인이 아님

Ø 2009년 코펜하겐 기후정상회의에서 2020 년까지 CO₂ 배출을 80%까지 줄이겠다고 협 약

Ø 80% 이상 줄여야 100년 후부터 온도 상승 이 정지할 것으로 예측

Ø 현재는 모든 주요 국가에서 CO₂ 배출량이 줄기는 커녕 증가하고 있음

Ø 화석연료 사용(발전, 운송수단)이 주 원인임

Ø 전기와 수소 연료는 청정연료이나 전기 및 수소 생산이 문제임

온난화의 결과는?

Ø 누구도 잘 모름

Ø 가능한 시나리오

Ø 비교적 단기간(100여 년)에 1~4 m의 해수면 상승

Ø 중기적으로(수 천년) 4~7 m 해수면 상승

Ø 영구 동토 지역의 툰드라가 녹을 경우 엄청난 양의 메탄가 스 유출

Ø 돌이킬 수 없는 지구 변화 촉발 가능성(가장 무서워하는 시나리오)

Ø 바다의 산성화로 생태계 위협

Anthropocene: 인간에 의한 지구 6번째의 대 멸종을 의 미하는 신조어

*^{5번째 대 멸종:}백악기 말인 6,500만 년 전에 지구상의 생물 약 50%가 멸종 Ø 누구도 잘 모름

Ø 가능한 시나리오

Ø 비교적 단기간(100여 년)에 1~4 m의 해수면 상승

Ø 중기적으로(수 천년) 4~7 m 해수면 상승

Ø 영구 동토 지역의 툰드라가 녹을 경우 엄청난 양의 메탄가 스 유출

Ø 돌이킬 수 없는 지구 변화 촉발 가능성(가장 무서워하는 시나리오)

Ø 바다의 산성화로 생태계 위협

Anthropocene: 인간에 의한 지구 6번째의 대 멸종을 의 미하는 신조어

*^{5번째 대 멸종:}백악기 말인 6,500만 년 전에 지구상의 생물 약 50%가 멸종

인간의 선택은?

Ø 에너지의 절약(절대적임)

Ø 재생가능 에너지의 극대화(태양, 풍력, 조력, 지열 등)

Ø 화석연료의 CO₂ 포획 기술 개발

Ø 수송수단의 전기화, 수소화

Ø 핵융합 발전 연구의 촉진

Ø 위의 대책들은 중장기적인 대책임!

Ø 과연 우리는 기다릴 수 있는가, 아니면 시간이 있는가?

Ø 단기적으로 엄격한 감독 하의 원자력 에너지 생산

Ø 기술적인 문제보다 정치적 고려가 더 큰 문제임

Ø 상당수의 과학자들은 핵융합이나 태양에너지가 에너지 수 요를 대부분 감당할 때까지 유일한 대안이라고 주장

Ø 에너지의 절약(절대적임)

Ø 재생가능 에너지의 극대화(태양, 풍력, 조력, 지열 등)

Ø 화석연료의 CO₂ 포획 기술 개발

Ø 수송수단의 전기화, 수소화

Ø 핵융합 발전 연구의 촉진

Ø 위의 대책들은 중장기적인 대책임!

Ø 과연 우리는 기다릴 수 있는가, 아니면 시간이 있는가?

Ø 단기적으로 엄격한 감독 하의 원자력 에너지 생산

Ø 기술적인 문제보다 정치적 고려가 더 큰 문제임

Ø 상당수의 과학자들은 핵융합이나 태양에너지가 에너지 수 요를 대부분 감당할 때까지 유일한 대안이라고 주장

상대적으로 쉬운 상대성 이론 (1)

저 : 베리 파커 ㅣ 출판사 : 양문 ㅣ 발행일 : 2002년 08월18일(가장 쉬운 것으로 추정)