이 그림 또 올리네.

정지 관찰자인 아인슈타인이 날아가는 우주선을 보고 있어. 우주선 안에는 수직 빛시계가 있지.

그 빛시계와 똑같은 공장에서 만들어진 빛시계를 아인슈타인도 가지고 있어.

위 그림들은 우주선이 0.866c 의 속도로 날아가는 경우야.

아인슈타인 빛시계가 두 번 왕복하는 동안 우주선 빛시계의 광자는 어떻게 움직이는 지를 보여주지.

우주선이 날아가든 말든 광속 불변의 원리에 따라

아인슈타인의 빛시계 속 광자가 진행하는 거리와 우주선 안 빛시계 속 광자가 진행하는 거리는 같아야 하지.

그래서 그림 (가), (나) 모두 우주선 빛시계 속 광자의 진행 거리(빨간색 화살표 2개(가) 또는 4개(나))는 똑같아.

물론 아인슈타인이 가지고 있는 빛시계가 두 번 왕복하는 길이와도 똑같고(파란 화살표 4개)

아인슈타인은 고민하기 시작했어.

그림(가)를 이용할까? 그림(나)를 이용할까?

그림(나)는 우주선 수직 빛시계의 길이(연두색 막대)가 줄어들어야만 해.

아인슈타인은 빛시계의 길이가 줄어든다는 것은 있을 수 없는 일이다.. 라는 믿음으로 (가)를 선택했지.

그런데 (가)를 선택하면 우주선 안의 시간이 느리게 흘러야 해.

아인슈타인이 가지고 있는 빛시계가 두 번 왕복할 때 우주선 안 빛시계는 한번만 왕복하니까...

아인슈타인은 고민 끝에 길이는 변하지 않고 시간이 느리게 흐르는 (가)를 선택한 것이야.

반대로 (나)의 경우는 우주선 빛시계의 길이는 줄지만, 대신에 시간은 같은 속도로 흘러.

여기서 수직 길이도 줄어드느냐 아니냐라는 논란이 나오는 것이지.

아인슈타인이 왜 (가)를 선택하고, (나)는 선택 불가능한 지에 대한 명백한 설명이 필요하다는 것이야.

예를 들어 (나)는 광속 불변의 원리를 위배한다... 라는 등의 명백한 논거가 있어야 한다는 말이지.

아인슈타인은 더 나아가 당연히 수평 빛시계도 따져봤겠지.

그런데 수평 빛시계의 길이가 줄어든 것이야!!!

그 이유는 빛의 전진 길이와 후진 길이의 차이 때문에 발생하는 것이지, 물리적으로 특별한 이유는 없어.

그렇게 아인슈타인은 수직 빛시계 관찰에서 "시간지연" 이라는 결론을 얻고,

수평 빛시계 관찰에서 "길이축소" 라는 결론을 얻은 후,

그 위대한 특수상대성 원리를 공표한 것이야.

수평 길이 분명히 축소될 수 있으니, 수직 길이도 축소될 수 있지 않을까 라고 생각하는 것은 진짜 물리를 모르는 바보들의 생각인가?

다시 한 번 말하지만

수직길이 축소가 일어나느냐, 안 일어나느냐... 라는 논란은 로렌츠 변환으로 절대 설명할 수 없어.

위 아인슈타인의 특상론을 그대로 수학적 표현으로 바꾼 것이 로렌츠 변환이기 때문이야.

수직길이 축소는 일어나지 않는다는 것은 아인슈타인의 선택일 뿐이야.

그 선택의 옳고 그름은 많은 실측 결과로 증명되고 있지만....

나의 불만은 왜 근본적인 논리가 없냐는 아쉬움이지. 실측 결과도 별로 신뢰가 가지 않고.