안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
아인슈타인은 빛의 속도가 관찰자가 어떻게 움직이든 초속 약 30만 킬로미터로 똑같이 측정된다는 가정에서 출발했어요.
위아래 거울 사이를 빛이 오가며 한 번 왕복할 때마다 째깍 하는 빛 시계를 떠올려 보세요. 이 시계를 실은 우주선이 옆으로 빠르게 지나가면, 밖에서는 빛이 수직이 아니라 비스듬한 대각선을 그리며 더 긴 거리를 가요. 빛의 속도는 바뀔 수 없으니 한 번 째깍하는 데 시간이 더 걸리고, 우주선의 시간이 느리게 가는 것으로 측정돼요. 속도가 빛의 87%면 시간은 절반 빠르기로 흘러요.
시간이 늘어난 만큼 공간은 줄어들어야 서로 맞아떨어져서, 움직이는 방향의 길이도 같은 비율로 짧게 측정돼요. 한쪽에서 동시인 두 사건이 다른 쪽에서는 동시가 아니게 되기도 해서, 시간과 공간을 하나로 묶은 시공간 개념이 생겼어요.
하늘 높이에서 생기는 뮤온 입자는 수명이 짧아 지상까지 못 와야 하는데, 빛에 가까운 속도로 날아 시간이 늘어나면서 실제로 지상에서 검출돼요 :)