안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.
네 결론부터 말씀드리면 관측자의 기준이 잡혀버리기 때문입니다.
a는 지구에 있다고 치고, b는 빛의 속력에 버금가는 속력으로 여행을 다녀왔을 경우 a가 늙어 있고 b는 상대적으로 젊습니다.
질문자님께서 생각하신대로 b입장에서는 a가 빛의 속력에 버금가는 속력으로 여행을 다녀온거 같지만, 사실 그렇지 않습니다.
왜냐하면 a는 지구의 중력을 느끼며 제자리에 있지만, b는 여행을 떠난 뒤 도착지에서 돌아올때 가속운동을 했기 때문에 이 경우에는 a가 정지해 있다고 기준을 잡을 수 있는것이죠. b가 순간적으로 방향을 틀어 돌아오든, 천천히 방향을 틀어 돌아오든 가속운동을 해야만 돌아올 수 있습니다. 그리고 가속도에 대해서는 상대운동이 적용되지않습니다. 가속운동은 곧 힘이 가해진다는 의미이고 이는 더 이상 관성계가 아닌 가속계(비관성계)이기 때문이죠.
만약에 a가 우주공간에 있고 b가 a를 떠나 되돌아 오지 않고 끊임없이 빛의 속력에 버금가는 속력으로 이동한다면 이는 관성계에서 일이기 때문에 a입장에서는 b가 젊어지고, b입장에서는 a가 젊어진다고 말할 수 있습니다.
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