빠른 우주여행을 하면 나이를 거의 먹지 않을 수 있다?

우리 지구에서 100광년 떨어진 다른 별로 우주선을 타고 가는 것이 가능하겠습니까? 우리 일생을 다 바쳐서도 갈 수 없으니 우주선 속에서 애기를 낳고, 그 애기가 계속 우주선을 몰고간다?

100광년의 거리라 함은 빛의 속도로 간다해도 100년이 걸리는 거리를 말합니다. 앞에서 로렌츠 인수 (γ)를 그래프로 보았는데, 빛의 속도의 0.995로 달려간다면 이 인수가 거의 10이 됩니다. 빛의 속도의 0.995로 가는 우주선 속의 시계는 1/10으로 더디게 갑니다. 따라서 지구상에서 100.5년(100/0.995)이 소요되어 우주선이 별에 도착할 때 우주선 속의 시간 경과는 거의 10년에 불과하지요. 따라서 우주인은 단지 10년의 나이만을 먹었을 것입니다. 이것은 다음과 같이 해석할 수도 있습니다. 우주인의 입장에서는 지구나 별이 반대방향으로 움직이게 됩니다. 즉 우주인은 자기는 가만히 있고 우주 전체가 움직이는 것으로 이해할 수도 있겠지요. 우주인이 보기에 지구와 별 사이의 거리는 수축되어 단지 10광년 정도로 측정할 것이고 따라서 거의 빛의 속도로 간다면 10년만에 도달할 것이라고 판단할 것입니다.

그렇다면 그 우주인이 다시 10년을 우주선을 몰아 지구로 되돌아 온다면? 마침 그 우주인이 쌍둥이여서 나머지 쌍둥이가 지구 상에 남았었다면 지구상에서는 201년이 흘렀으므로 늙어 죽었을 것입니다.

이러한 일이 일어난다고 예측되자 상대론을 깨부수기 위한 일단의 물리학자들은 당장 반론을 제기하였습니다.

"상대론은 서로 입장을 바꾸어도 같은 일이 일어나는 것을 주장하지 않았는가? 그러면 우주선을 타고 있는 우주인이 보기에 지구가 멀리 갔다가 다시 자기한테로 되돌아 온 것으로 이해할 수도 있지 않겠는가? 그렇다면 이제는 지구에 남은 쌍둥이가 20년을 늙었으면 우주인은 201년을 살지 않겠는가?"

이에 대한 반론은 무엇입니까?

이제 이 문제는 여러분들이 해결해 보세요.   [크게보기] [자세한내용]