상대성이론에서 시간 지연이란 무엇인가요?

Question

안녕하세요~

아인슈타인의 유명한 상대성 이론에서 시간 지연이란 무엇인지 궁금합니다.

쉽게 설명 부탁드립니다. 답변 부탁드려요..!

Answer 1

안녕하세요.

상대성 이론에서의 시간 지연(time dilation) 현상은, 물체가 광속에 가까운 속도로 이동할 때 관찰됩니다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론(Special Theory of Relativity)에 따르면, 빛의 속도는 모든 관찰자에게 동일하게 보이며, 이로 인해 고속으로 움직이는 시계는 정지해 있는 시계에 비해 느리게 움직이는 것으로 관찰됩니다. 이는 고속으로 움직이는 물체 내부에서의 시간이 느리게 흐른다는 것을 의미하며, 이를 시간 지연이라 합니다.

이 현상의 수학적 표현은 로렌츠 인자(Lorentz factor, γ)를 통해 다음과 같이 나타낼 수 있습니다 :

Δt' = γΔt

여기서 Δt'은 움직이는 시계가 측정하는 시간, Δt는 정지한 시계가 측정하는 시간, γ는 윗 문장에 설명한 로렌츠 인자 입니다 :

γ = 1 / √(1 - v²/c²)

여기서 v는 물체의 속도, c는 빛의 속도입니다. 속도 v가 빛의 속도 c에 가까워질수록 γ값은 무한대에 가까워지며, 이로 인해 Δt'는 Δt보다 현저하게 커지게 됩니다. 이러한 현상은 우주 여행과 같은 상황에서 이론적으로 예측되며, GPS 위성 기술에서 실제로 고려되는 중요한 요소 중 하나입니다.