| [ garbages ] in KIDS 글 쓴 이(By): soliton (김_찬주) 날 짜 (Date): 2012년 10월 26일 (금) 오후 06시 17분 19초 제 목(Title): 쌍둥이 역설... 다 끝나가는 얘기를 다시 시작하게 하는 건지도 모르겠지만, 쌍둥이의 역설은 정지한 쌍둥이(A)의 관점에서 생각하면 아무 문제가 없습니다. 여행하는 쌍둥이(B)가 꾸준히 시간이 천천히 가서 최종적으로 나이를 덜 먹는 겁니다. 100% 옳은 결과예요. 계산도 매우 쉽고 흠잡을 데도 없어요. 이런 의미에서 역설이고 뭐고 다 헛소리라고 할 수 있습니다. 그냥 B가 나이를 덜 먹고 끝인 거죠. 하지만 B의 관점에서 생각하면 어떻게 되지? 하는 의문이 쌍둥이 역설(?)의 출발점이죠. 이 의문에 대해 가장 쉽고도 표준적인 답변은, "B의 관점에서 특수상대론을 적용하지 말라"는 겁니다. 왜냐면 B가 돌아오려면 필연적으로 가속구간이 있어야 하고 가속계에서는 특수상대론을 적용할 수 없기 때문입니다. 그런데 주의할 것은 적용 불가라는 것이 이 문제 자체에 특수상대론을 쓰지 못한다는 얘기가 아닙니다. (A의 관점에서는 특수상대론을 적용하는 것이 아무 문제도 없어요.) 단지 B의 관점에서 세상을 바라보지 말라는 것일 뿐입니다. 따라서 이것으로 "B의 관점에서는 어떻게 되지?"라는 의문에 대한 (소극적인 의미의) 답변이 되었습니다. 그런데 이 답변으로 찜찜한 사람들은 또 이렇게 물을 겁니다. "그래 B의 관점에서 기계적으로 특수상대론을 잘못 쓰면 안 된다는 것은 알겠어. 하지만 그래도 만약 특수상대론이 아니라 다른 옳은 이론을 적용하면 어떻게 되는 거지? 아무튼 내가 B가 되어 세상을 바라보면 눈 앞에서 무슨 일이든 벌어질 거 아냐." 여기에 대한 답변은 두 가지입니다. 하나는 A의 관점으로 무슨 일이 일어나는지는 다 알고 있기 때문에 그 결과를 B의 관점으로 재해석해주는 겁니다. 이렇게 하면 B가 어떤 일을 겪는지도 "특수상대론의 범위 안에서" 알아낼 수 있습니다. 하지만 이런 재해석에 대해 불만스러운 사람들을 위해서 정말로 처음부터 B가 보는 관점에서 세상에서 일어나는 일을 기술할 수도 있습니다. 이렇게 하려면 비록 아주 초보적이긴 하지만 일반상대론이 약간 필요합니다. 우주선이 방향을 바꾸는 구간, 즉 가속 구간에서는 중력에 의한 시간지연 효과가 있기 때문에 B는 자기의 시간이 세상 다른 곳보다 느리게 가는 것으로 봅니다. 하지만 다른 구간에서는 A의 시간이 느리게 가는 것으로 보겠죠. 따라서 B의 관점에서는 (짧은) 가속구간 때문에 자기가 나이를 덜 먹는 것입니다. 그리고 이 결과는 물론 첫 번째 답변(A의 관점을 B의 관점으로 재해석)과도 일치하는 결과를 줍니다. 결론적으로, 쌍둥이의 역설은 물론 당연하게도 진정한 의미의 역설이 아니고 이것을 해결할 때 특수상대론만으로도 충분합니다. 하지만 의심이 많은 사람들을 위하여 일반상대론적 설명도 준비되어 있습니다. 그리고 이런 작업이 무의미한 것만은 아니고요. 실제로 아인슈타인은 1910년대에 이 문제를 중력에 의한 시간지연효과로 설명하기도 했습니다. |