안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
빛의 속도가 어떤 관찰자에게나 똑같다는 조건에서 출발하면 시간 지연이 자연스럽게 나와요.
우주선 안에 거울 두 장을 위아래로 마주 놓고 빛이 오가는 빛 시계가 있다고 해볼게요. 안에 탄 사람에게 빛은 위아래로 곧게 움직이고, 한 번 왕복하는 시간이 그 사람의 1초가 돼요. 그런데 밖에 정지한 관찰자가 보면 빛이 올라가는 동안 우주선이 옆으로 움직여서 빛은 대각선을 그리며 더 긴 거리를 가요.
빛의 속도는 두 사람에게 같으니 더 긴 거리를 가려면 시간이 더 걸려야 해요. 그래서 밖의 관찰자에게는 우주선 시계의 1초가 더 길게 늘어나 보여요. 이 비율을 피타고라스 정리로 계산하면 로런츠 인자 1/√(1-v²/c²)이 되고, 광속의 87%로 움직이면 시간이 절반 빠르기로, 99%면 약 7분의 1로 느리게 흘러요.
시계 구조가 아니라 시간 자체의 성질이라 심장 박동이나 입자 붕괴도 똑같이 느려져요. 대기 상층에서 생기는 뮤온은 수명이 짧아 원래 지상까지 거의 못 오는데, 광속에 가깝게 날아오며 수명이 늘어나 실제로 많이 검출돼요 :)