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새 자연철학 세미나 몸풀기 모임 12-0회 – 상대성이론 4 : 시간 간격의 상대성과 고유시간

2022년 2월 10일 8:30 오후 – 10:30 오후 KST


새 자연철학 세미나 몸풀기 모임은 본 모임 한 주 전에 자연사랑님과 두런두런 미리 공부해보는 자리로 마련했습니다. ⟪장회익의 자연철학 강의⟫를 읽어나가기 버거운 분들과 그 골자를 파악하기 어려운 분들만 미리 따로 모여서 함께 책을 펴놓고, 또는 대담영상 녹취록을 펴놓고 시시콜콜 짚어가면서 묻고 답하면서 본 모임을 준비하는 장입니다. ⟪자연철학 강의⟫를 혼자 읽어나가기 어렵다고 느끼는 분들은 몸풀기 모임에 참석해서 함께 어려움을 덜어보시죠. 자세한 내용은 ‘새 자연철학 세미나 보완 계획’을 참고해 주세요.


[새 자연철학 세미나 몸풀기 모임 12-0회]

때 : 2022년 2월 10일 목요일 오후 8시 30분 ~ 10시 30분

주제 : 상대성이론 4 – 시간 간격의 상대성과 고유시간, (4차원 속도와 운동량, …)

주관 : 자연사랑님

이 날 논의하는 자료들

  • ⟪자연철학 강의⟫ 제3장 “상대성이론” pp.168-172 [아인슈타인의 두 기본 명제들]
    • 지난 몸풀기 모임 주제인 ‘4차원 시공간 이해하기’ 해당 부분의 나머지 꼭지를 읽으며 상대성이론을 4차원 시공간 바탕관념으로 이해하는 것이 아인슈타인의 접근보다 어떤 점에서 더 나은지 생각해봅니다.
  • ⟪자연철학 강의⟫ 제3장 “상대성이론” pp.172-175 [시간 간격의 상대성]
    • 이번 몸풀기 모임에서는 이 부분을 중점적으로 읽으며 기준축에 따라 두 사건 사이의 시간간격이 달라지는 4차원 시공간의 성격을 이해해보시죠. 이 부분은 대담영상 및 정리글 4-4가 더 도움이 될 것 같으니 책과 함께 영상 및 정리글도 보고 오시면 좋을 것 같습니다.
  • 대담영상 정리글 <장회익의 자연철학이야기> 4-4. 상대성이론의 내용정리 3 : 4차원의 결과들
    • (https://greenacademy.re.kr/archives/12625)
  • (⟪자연철학 강의⟫ 제3장 “상대성이론” pp.175-178 [4차원 속도와 4차원 운동량])

참고할 수 있는 대담영상 정리글과 자연철학 세미나 게시판의 글들

  • 대담영상 정리글 <장회익의 자연철학 이야기> 4-1. 상대성이론의 역사지평 : 아인슈타인 이야기
    • (https://greenacademy.re.kr/archives/12380)
  • 대담영상 정리글 <장회익의 자연철학 이야기> 4-2. 상대성이론의 내용정리 1 : 좌표계와 차원
    • (https://greenacademy.re.kr/archives/12506)
  • 대담영상 정리글 <장회익의 자연철학이야기> 4-3. 상대성이론의 내용정리 2 : 시간공간 2차원으로 줄여서 4차원 이해하기
    • (https://greenacademy.re.kr/archives/12590)
  • 대담영상 <장회익의 자연철학이야기> 4-6 : 상대성이론 질문들
    • (https://greenacademy.re.kr/archives/10303)
  • 자연철학 세미나 게시판 자연사랑님 글 “제3장 심학제3도와 관련된 글 정돈”
  • 자연철학 세미나 게시판 자연사랑님 글 “4차원의 상태 규정과 상태변화 1 (고유시간)”

1월 27일 몸풀기 모임에서는 161쪽부터 168쪽 중반까지 함께 읽으면서 ‘상대속도로 본 4차원 시공간의 의미’에 대해 이야기를 많이 나누었습니다. 이번 몸풀기 모임에서는 ‘시간 간격의 상대성’을 이해하는 데 주로 힘을 쏟아보면 좋을 것 같습니다.

모임 공간 : 온라인 회의 앱 Zoom (문제가 해결되어 기존 공간에서 계속 모임을 하겠습니다.)

– https://snu-ac-kr.zoom.us/j/91276414592
– Zoom 회의 ID: 912 7641 4592
– Zoom 회의 비밀 번호: 우주의 역사 ***억년에 숫자 0을 다섯 개 더한 여덟 자리 숫자 (***00000) (⟪장회익의 자연철학 강의⟫ 299쪽 마지막 줄 참조)

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1 댓글

  1. 자연사랑 2022년 02월 10일로그인 하여 답글 남기기

    텍스트 <자연철학 강의> 다음으로 대담을 듣고 읽으신 뒤에 더 보충이 될 자료로 제가 쓴 글의 링크는 “상대성이론의 상태규정 (링크 모음)“에 모아 놓았습니다.

    제3장 내용정리의 후반부를 위해 이전에 쓴 글들을 일일이 링크 따라가면서 읽기가 번거로울 것 같아서 아래 글에 핵심 내용을 요약하여 정리해 두었습니다.
    “상대성이론(심학제3도)의 상태 규정“

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<양자역학을 어떻게 이해할까?> 19쪽에 언급된 "추가적 관측을 겹실틈 바로 뒤에서가 아니라 식별 스크린 바로 앞에서 수행하는 실험"을 더 정교하게 할 수도 있겠지만, 제 의견에는 이미 기존의 겹실틈 실험 특히 위에 인용한 Bach et al. (2013)에서 어느 정도는 이미 한 셈이라고 생각합니다. 왜냐하면 실험의 에너지 규모를 조절하여 방출되는 전자가 하나씩 나올 수 있도록 한 것이라서, 스크린 바로 앞에서 전자의 위치를 관측한 것과 비슷한 효과가 있기 때문입니다. 아마 이 아이디어를 적용한다면, 실제로 스크린 바로 앞에서 아주 약하게 전자의 위치를 관측하는 실험을 해 볼 수 있을 것입니다. 첨부한 그림은 Bach et al. (2013) 실험의 보충자료에 있는 실험세팅입니다.
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"겹실틈 실험의 실제 실험과 올바른 해석"(https://bit.ly/3ZeRBNv)에 인용한 Bach et al. (2013)의 실험은 겹실틈을 만든 뒤 가림막을 만들어 이동시킵니다. 그렇게 함으로써 두 실틈에 대해 (1) 둘 다 닫힌 경우 (2) 첫 번째 실틈만 열린 경우 (3) 두 실틈 모두 열린 경우 (4) 두 번째 실틈만 열린 경우 (5) 다시 두 실틈 모두 닫힌 경우에 차례로 스크린에 찍히는 점들의 분포를 보여줍니다. Bach, R. et al. (2013) Controlled double-slit electron diffraction. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/15/3/033018 "In 1965, Richard Feynman presented a thought experiment to show these features. Here we demonstrate the full realization of his famous thought experiment. By placing a movable mask in front of a double-slit to control the transmission through the individual slits, probability distributions for single- and double-slit arrangements were observed. Also, by recording single electron detection events diffracting through a double-slit, a diffraction pattern was built up from individual events." 리처드 파인만이 1965년에 이 이야기를 할 때만 해도 그냥 사고실험이었지만, 이제는 직접 실험해서 확인할 수 있는 시대가 되었습니다. 위에 인용한 실험도 발표된 지 벌써 12년이 지났습니다.
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불편을 드려서 죄송해요. 최근 정비에 들어가서 짬짬이 홈페이지에 불필요한 파일들을 덜어내고 있어요. 여유를 좀 확보해서 편하게 이용하시도록 해볼께요. 참, 당분간 게시판 글에 첨부되었던 파일과 사진이 잘 보이지 않을 수 있습니다. 용량 확보 작업을 하면서 일부 파일들을 옮겨두어서 그런 건데요, 소실된 것 아니고 잠시 옮겨두어서 그런 거니 당분간의 의도된 에러라는 점 양해해주세요~.
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^^;; 꼭 필요한 문서는 첨부하셔야지요. 책 원문 파일은 용량이 커서 그렇게 말씀드렸어요. 링크를 달면 좋은데 그게 안 되는 경우도 있고 그러네요. 양해 부탁드려요. ㅎㅎ;;;
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전화, 라디오, TV 등에 사용되는 전자기파는 매질이 없어도 존재하는 파동입니다. 파동이 항상 '무엇인가'의 파동이어야 하는 것은 아닙니다. 여기에서 말하는 '무엇인가'를 파동의 매질이라 부릅니다. 매질이 없어도 파동이 존재할 수 있다는 것은 신기한 일입니다. 2015년에 처음 검출된 중력파도 매질 없이 존재하는 파동입니다. 빛의 파동도 매질 없이 존재합니다. 19세기에는 빛의 매질을 '에테르'라고 부르면서 당연한 것으로 여겼지만, 대략 1905년 아인슈타인의 논문 이후로는 빛의 매질로 여겨졌던 '에테르'는 존재하지 않는다는 것이 주류의 이론입니다.
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