물리학:특수상대론

틀:22개정 물리학 단원 보기

1단원. 역학과 에너지

1. 물리학:힘의 상호작용
2. 물리학:역학적 에너지 보존
3. 물리학:열에너지

2단원. 물질과 전자기장

1. 물리학:전기장과 전기력
2. 물리학:소비전력
3. 물리학:축전기
4. 물리학:자성
5. 물리학:전류의 자기작용
6. 물리학:전자기 유도

3단원. 파동과 정보 통신

1. 물리학:특수상대론

배우는 이유

흥미적 이유	출발질문(마지막까지 학습한 후에 대답해보세요~)
직업적 이유	GPS 등 시간과 관련한 정밀 장비에서 반드시 필요한 지식.
학문적 이유	우주의 비밀을 파헤친다...!
너희들은?
배워야 할 것

학습

영상

수업	영상

수업요약

핵심개념

개념	설명

전개질문

1. 빛의 속도에 가깝게 달리는 우주선 안에서 손전등을 켜면 빛은 내게서 얼마나 빠르게 멀어질까?

도착질문

1. 태양이 갑자기 사라지면 지구에선 언제 그 사실을 알게 될까?

학생들의 질문

수업 중 떠오른 질문

학생 질문	교사 코멘트

상위개념 및 개쩌는 질문

분류	질문	대답

별로인 질문

분류	질문	대답

해결하지 못한 질문

분류	질문	대답

코멘트 및 후배들에게

질문	대답

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답

빛의 속도에 가깝게 달리는 우주선 안에서 손전등을 켜면 빛은 내게서 얼마나 빠르게 멀어질까?

학생 답변	교사 코멘트
관측자의 운동 상태와 관계없이 빛의 속도는 $c$로 동일하기 때문에 나에게서 $c$의 속도로 멀어진다. 광속 불변의 원리로 관찰자(우주선 안에 타고 있는 사람) 또한 초속 30만 km로 멀어지는 것처럼 보일 것이다. 광속 불변의 원리에 따라 외부에서 보든 내부에서 보든 똑같이 $c$로 멀어질 것이다. 광속은 어떤 관측자에 대해서도 일정하기 때문에 똑같이 광속으로 멀어진다. 우주선 안에 있는 내가 측정해도 빛은 항상 초속 약 3억 m의 빛의 속력 $c$로 멀어진다. 광속 불변의 원리에 의해 빛은 내게서 항상 빛의 속도, 즉 초속 약 30만 km로 멀어진다. 빛의 속도 $c$는 모든 관성계에서 불변이기 때문이다. 빛의 속도는 항상 일정하기 때문에 똑같이 빛의 속도로 멀어진다. 초속 약 30만 km, 즉 광속 $c$ 그대로 멀어진다. 우주선이 아무리 빨라도 빛의 속도는 관찰자와 상관없이 항상 일정하기 때문이다. 특수 상대성 이론의 광속 불변 원리에 의해 운동 상태에 관계없이 똑같이 빛의 속도 $c$로 멀어질 것이다. 우주선이 빛의 속도에 매우 가깝게 달려도 우주선 안에서 손전등을 켜면 빛은 나에게서 항상 초당 약 30만 km, 즉 빛의 속도로 멀어진다. 상대성 이론에서는 누가 움직이든 빛의 속도가 같기 때문이다. 현재 빛을 관측하는 관찰자는 나이므로 내가 정지해 있다고 생각하면 빛은 일정한 속도로 빠르게 멀어진다. 빛의 속도는 일정하다는 것을 전제로 하기에 빛의 속도는 변하지 않는다고 볼 수 있다. 빛의 속도에 가깝게 달리더라도 내부 관찰자인 나의 관점에서는 우주선의 운동이 아무런 의미가 없으므로 빛이 나에게서 빛의 속도로 멀어진다. 빛의 속도는 일정하고 나도 우주선에 타 있으며 손전등을 내가 들고 있어서 우주선의 속도와 관계가 없다.	완벽한 답변. 굳! 우주선 안의 관찰자가 측정한 빛의 속력은 우주선의 속력과 관계없이 항상 $c=299792458\mathrm{m}/\mathrm{s}\approx 3.0\times 10^8\mathrm{m}/\mathrm{s}$ 이다. 핵심은 빛의 속력에 우주선의 속력을 단순히 더하거나 빼지 않는다는 것임. 고전역학의 속도 합성이라면 빛의 속력을 $c-v$ 또는 $c+v$처럼 생각할 수 있지만, 특수 상대성 이론에서는 로렌츠 속도 변환을 사용함. 따라서 우주선 안에서도, 우주선 밖에서도 진공 속 빛의 속력은 똑같이 $c$로 측정됨.
빛의 속도는 항상 일정하기 때문에 똑같이 빛의 속도로 멀어진다. 로렌츠 인자를 이용해 계산하면 $c$인 것을 증명할 수 있다. 광속 불변의 원리에 의해 빛의 속도에 가깝게 달리는 우주선 안에서 손전등을 켜더라도 빛의 속도로 멀어진다. 빠르게 움직이는 우주선은 외부 관찰자가 볼 때 시간 지연과 길이 수축이 일어나므로 관찰자가 어디에 있든 빛은 빛의 속도로 멀어진다.	빛의 속도가 일정하기 때문에 시간 팽창과 길이 수축을 말할 수 있고, 동시에 결과 때문에 빛의 속력이 일정하게 관찰된다고 해석하는 것도 맞음!!
똑같이 빛의 속도. 속도는 안 변한다. 빛의 속도로 멀어진다. 원래 빛의 속도만큼 빠르게 나에게서 멀어진다. 빛의 속도는 항상 일정하기 때문에 광속으로 멀어진다. 광속. 광속 불변의 원리에 의해 빛의 속도로 멀어진다.	결론은 맞음! 우주선 안의 내가 측정한 빛의 속력은 $c$임. 다만 답변이 짧아서 “왜 그런가?”에 대한 설명이 부족한 경우.
빛의 속도에 가깝게 달리는 우주선 안에서 손전등을 켜더라도 빛의 속도는 변하지 않고 약 초속 30만 km로 멀어진다. 광속 불변의 원리 때문이다. 빛의 속도는 우주선의 속도와 더해지지 않으며, 이를 유지하기 위해 우주선 내부의 시간이 천천히 흐르고 공간이 줄어드는 현상이 일어난다.	우주선 내부의 관찰자에게는 자신의 시간과 공간이 평소와 똑같이 측정됨. 우주선 내부의 시간이 스스로 느리게 흐르거나 우주선 내부의 모든 공간이 스스로 줄어드는 것은 아님. 다만, 우주선 밖의 관찰자가 우주선의 시계를 측정하면 시간 지연을 관측하고, 우주선의 운동 방향 길이를 측정하면 길이 수축을 관측함. 그래서 '저 녀석도 빛은 빛의 속도로 관찰하겠구나'를 생각하는거지.(그리고, 단순히 시간팽창과 길이수축만으로는 설명이 어려움. 로렌츠변환이 필요함.)
빛의 속도는 절대적이기 때문에 똑같이 빛의 속도로 멀어질 것이다.	'절대적'이라는 말이 좀 걸림. 선생님도 일반상대론을 제대로 공부하진 못했지만, 거기선 달라질 여지도 있지 않을지!?
우주선 내부에서의 관찰자에게 빛은 기존과 같은 초속 300,000 km로 멀어지지만, 우주선 외부의 관찰자에게는 빛의 속도에서 우주선의 속도를 뺀 만큼의 속도로 빛이 멀어진다.	오개념;;;;;
초속 30만 m/s로 멀어진다. 빛의 속도는 어디에서나 항상 같다는 광속 불변의 법칙이 적용되기 때문이다.	단위가 틀림. 초속 30만 km라고 해야 함.
빛 속도를 멀어진다.	국어 이슈;;;

태양이 갑자기 사라지면 지구에선 언제 그 사실을 알게 될까?

학생 답변	교사 코멘트
태양과 지구 사이의 거리는 약 1억 5천만 km 이므로 초속 30만 키로미터인 빛은 약 8분 20초 후에 지구에 도달하여 그 사실을 알게 될 것이다. 태양과 지구 사이 거리가 약 1억 5000만 km이고 빛은 약30만 km/s 이기에 나누면 500초로 8분 20초 정도 후에 알게될 것이다. 태양에서 지구까지 빛이 오는 데 약 8분 20초가 걸리므로 지구에서는 약 8분 20초 뒤에야 태양이 사라진 사실을 알 수 있다 약 8분 20초 후에 알게 된다. 지구와 태양 사이 거리를 빛의 속력으로 나누면 500초 정도 걸리기 때문이다 태양과 지구 사이의 거리는 약 1억 5천만 km이고, 빛이 이 거리를 이동하는 데 약 8분 20초가 걸린다. 따라서 태양이 실제로 사라진 순간부터 약 8분 20초 동안 지구에서는 태양이 사라졌다는 사실을 알 수 없다. 이는 정보가 빛보다 빠르게 전달될 수 없기 때문이다. 태양과 지구 사이에 거리는 1억 5000만 km인데 빛은 초속 약 30만 km로 이동하므로 태양 표면을 출발한 빛이 지구에 도달하기 까지 약 8분 20초가 걸린다. 따라서 약 8분 20초 후에 알게 될 것이다. 지구와 태양사이거리 1억 4,960만 킬로미터이고, 빛의속도는 약 30만 km/s 이므로 약 8분 20초 뒤일 듯 하다	정확한 답변. 굳! 태양과 지구 사이의 평균 거리는 약 1억 5천만 km이고, 빛의 속력은 초속 약 30만 km임. 따라서 걸리는 시간은 구문 분석 실패 (구문 오류): {\displaystyle \frac{1억\ 5천만\ \mathrm{km}}{30만\ \mathrm{km/s}}\fallingdotseq 500\ \mathrm{s}} 이므로 약 8분 20초임. 단순히 8분 20초라고만 쓴 것이 아니라, 거리와 빛의 속력을 이용하여 계산한 과정까지 잘 설명함. 정보도 빛보다 빠르게 전달될 수 없다는 점을 언급한 답변은 이 질문의 본질까지 잘 짚었음.
지구에서 태양까지의 거리를 c로 나눈 값 후에 알게 된다. 태양에서 지구까지 광속으로 오는 시간 후에? (태양~지구거리)/c 시간은 거리/속도 빛의 속도는 진공에서 불변이니 지구와 태양사이의 거리를 빛의 속도로 나눈 시간만큼 걸린다. 지구 기준으로 태양빛이 지구에 도달하는데 걸리는 시간이 흐른 뒤 알게 된다. 태양과 지구 사이 거리를 광속으로 나눈값만큼의 초가 지난후에 알게된다. 태양과 지구 사이의 거리를 빛의 속도로 나눈 시간만큼 걸릴것이다. (지구와 태양 사이 거리) / 빛의 속력만큼 걸린 후 알게 될 것이다 태양과 지구의 거리를 광속으로 나누었을 때의 시간 후에 그 사실을 알게 된다.	원리는 정확함. $t=\frac{d}{c}$를 적용하면 됨. 다만 식이나 원리만 제시하고 계산 결과를 쓰지 않았음. 태양과 지구 사이의 평균 거리와 빛의 속력을 대입하여 약 500초, 즉 약 8분 20초라는 결론까지 쓰면 완전한 답변이 됨. “광속으로 오는 시간 후에?”처럼 물음표로 끝내지 말고, 계산한 뒤 자신의 결론을 명확하게 제시하자.
태양이 사라진뒤 약 500초 후 8분 20초만에 알게 된다. 약 8.316746358353462분 후에 알게 된다. 약 8분 20초 입니다.	결론은 맞음. 500초는 8분 20초이고, 8.3167분도 약 8분 19초에 해당하므로 적절한 값임. 다만 이유가 빠져 있음. 이 문제에서 중요한 것은 숫자를 알고 있는가가 아니라, 태양이 사라졌다는 정보가 빛의 속력으로 전달되기 때문에 시간이 걸린다는 점임. “태양과 지구 사이의 거리를 빛의 속력으로 나누면 약 500초가 걸리기 때문이다.” 정도의 설명을 덧붙이면 좋겠음.
태양 빛이 지구까지 도달하는 시간인 8분후에 알게된다. 약 8분 뒤 그 사실을 알수있다 빛이 도달하는 8분 정도 걸림 태양에서 지구로 빛이 도달하는데 8분이 걸린다. 따라서 태양이 갑자기 사라졌을 때, 우리는 8분 후에 그 사실을 알게 될 것이다. 약 8분 후에 알게된다 태양의 빛이 지구까지 오는 시간이 걸리므로 8분 후에 알수있다. 빛이 이동하는 시간인 약 8분 뒤 8분후에 알게 된다.	맞음. “약 8분”은 약 8분 20초를 간략하게 표현한 것으로 볼 수 있음. 좀 더 정확하게 쓰면 약 500초, 즉 약 8분 20초임. 대략적인 값을 묻는 상황에서는 충분한 답변이지만, 거리와 빛의 속력을 알고 있다면 20초까지 계산해 주는 것이 좋겠음.
태양과 지구 사이의 거리만큼 빛이 이동해서 닿기에 태양이 사라지기 직전의 빛이 지구에 도달한 이후에 태양이 사라진 것을 깨닫게 될 것이다. 태양에서 지구로 오는 빛이 끊길때까지 태양이 사라진지 모를 것이다. 태양이 사라지고 나서 태양에서 방출된 빛이 지구와 태양 사이의 거리를 이동하는데 걸리는 시간이 지나고 나서야 알게 된다. 8분 뒤. 태양에서 지구까지 광속으로 8분이기 때문에 태양이 사라진 후 사라지기 전 마지막에 나온 빛이 약 8분 정도 뒤에 지구에 도착한 후 더이상 빛이 도달하지 않아서 알게 될 것이다. 태양에서 나온 빛이 지구에 도착하는 데 약 8분 20초가 걸린다. 그래서 태양이 갑자기 사라진다면, 지구에서는 그동안 평소처럼 태양빛을 보다 약 8분 20초 후에야 태양이 사라졌다는 사실을 알게 된다.	오, 마지막으로 방출된 빛을 생각했음. 좋은 설명임. 태양이 사라지는 순간에도 이미 태양을 떠나 지구로 이동 중인 빛은 존재함. 이 마지막 빛이 지구에 도달할 때까지는 태양이 계속 보이고, 그 이후 더 이상 빛이 도달하지 않을 때 태양이 사라졌음을 알게 됨. 다만 약 8분 20초라는 구체적인 시간까지 함께 제시하면 더 좋겠음.
태양의 거리 / 광속(약 8분 20초) 뒤에 알게될것이다. 원래는 빛이 없어지기 전에 열에너지의 부재로 인해 빛이 없어진걸 확인하기도 전에 얼어 죽을줄 알았지만, 빛은 8분 20초 뒤에 바로 사라지지만 열에너지의 경우 지구가 가지고있는 열에너지가 커 순식간에 달과 같은 수준으로 온도가 변하진 않는다고 한다.	핵심 답은 정확함. 빛은 약 8분 20초 후부터 도달하지 않지만, 지구의 온도가 그 순간 바로 극단적으로 낮아지는 것은 아님. 지표, 대기, 바다 등에 저장된 열에너지가 있기 때문에 냉각에는 시간이 걸림. 좋은 확장이지만, 질문은 “언제 알게 되는가?”이므로 열에너지에 대한 설명은 핵심 답 뒤에 부가적으로 제시하면 좋겠음.
태양 빛과 중력이 지구까지 도달하는 데 걸리는 시간인 약 8분 20초 후에 알게 된다. 약 8분 20초 뒤에 알게 된다. 태양빛이 지구까지 오는 데 그만큼 걸리기 때문이다. 중력의 변화도 빛과 같은 속도로 전달되므로, 어두워지는 것과 궤도를 벗어나는 것을 동시에 겪게 된다. 태양이 사라진 후 약 8분 20초 뒤에 알게 된다. 태양과 지구 사이의 거리를 빛의 속도로 이동하는 데 걸리는 시간이 약 8분 20초이기 때문이다. 아인슈타인의 상대성 이론에 의하면 시공간의 왜곡으로 발생하는 중력의 변화(중력파) 역시 빛의 속도로 전달되므로, 태양이 사라져도 8분 20초 동안은 지구에 빛이 계속 도달하고 기존의 공전 궤도를 그대로 유지하다가 그 이후에 어두워지며 궤도를 벗어나게 됩니다.	오우, 빛뿐만 아니라 중력장의 변화까지 생각했음. 중력장의 변화도 즉시 전달되지 않으므로, 태양이 사라졌다는 가상의 상황에서 지구는 약 8분 20초 동안 태양빛을 계속 받고 기존의 공전 운동도 계속하게 됨. 그 이후에는 빛이 더 이상 도달하지 않고, 태양의 중력 변화에 대한 정보도 지구에 도달함. 다만 여기에서 중력장의 변화와 중력파를 완전히 같은 뜻으로 쓰는 것은 조금 조심해야 함. 여기서는 태양이 사라짐에 따른 중력장의 변화가 빛의 속력으로 전달된다고 표현하는 것이 더 적절함. 또 “궤도를 벗어난다”보다는 그 순간의 속도 방향으로 운동하게 된다고 설명하면 더 정확함.
약 8분 20초 정도 뒤에 알게된다. 왜냐하면 태양에서 지구까지 빛과 중력이 전달되는데 약 8분 20초가 걸리기 때문에 태양이 사라져도 그 시간 동안은 영향을 받지만 그 뒤에는 빛과 중력이 끊기기 때문이다.	결론은 맞음. 다만 “빛과 중력이 끊긴다”는 표현이 살짝 애매함. 빛과 중력 자체가 어떤 줄처럼 끊기는 것이 아니라, 태양이 사라지기 전에 출발한 마지막 빛이 지나간 뒤 더 이상 태양빛이 도달하지 않고, 태양의 중력장이 변했다는 정보가 지구에 도달하는 것임. “약 8분 20초 뒤에는 빛이 더 이상 도달하지 않고, 중력장의 변화도 지구에 전달된다.”라고 쓰면 더 정확함.
빛의 입장에선 길이 수축에 의해 즉시 도착하나 지구에서 보는 관찰자, 즉 우리의 입장에선 8분 20초가 걸린다.	뒤의 결론은 맞지만, 빛의 입장이라는 표현은 안 됨! 빛과 함께 움직이며 빛이 정지해 있는 관성계는 정의할 수 없음. 따라서 빛의 입장에서 길이 수축이 일어나 태양과 지구 사이를 즉시 이동한다고 설명하는 것은 엄밀하지 않음. 빛의 속력에 한없이 가까운 속력으로 움직이는 관찰자의 고유시간이 매우 작아진다는 극한은 생각할 수 있지만, 그것을 그대로 빛이 경험한 시간이라고 표현해선 안 됨. 이 문제에서는 지구 기준으로 약 8분 20초가 걸린다고 설명하면 충분함.
특수 상대성이론에서는 동기화된 시계로 그 시간에 기록된다 하지만 선생니께서 원하신 답변은 8분 후 아닐까	“약 8분 후”라는 결론은 맞지만, 앞부분이 무슨 의미인지 명확하지 않음. 동기화된 시계로 태양이 사라진 사건과 지구에서 그 사실을 확인한 사건의 시각을 기록할 수는 있음. 하지만 시계를 동기화했다고 해서 정보가 즉시 전달되는 것은 아님. 태양이 사라졌다는 정보가 빛의 속력으로 지구까지 이동해야 하므로 약 8분 20초가 걸림. 그리고 선생님이 원하는 답을 추측하기보다는 자신의 물리적 근거를 분명하게 쓰자!
태양과 지구 사이의 거리를 광속으로 나눈 값? 1AU/3×10^9km/s	접근 방법은 맞지만 빛의 속력 값이 틀림. 빛의 속력은 $3\times 10^5\mathrm{k}\mathrm{m}/\mathrm{s}$ 또는 $3\times 10^8\mathrm{m}/\mathrm{s}$ 임. $3\times 10^9\mathrm{k}\mathrm{m}/\mathrm{s}$는 실제 빛의 속력보다 10,000배 큰 값임. 단위를 km로 쓸 때와 m로 쓸 때 지수가 달라진다는 점에 주의!
몇분후 부터 알수 있을것이다. 그 이유는 우주에서 가장 빠른 것인 빛조차도 지구까지 오는 데 시간이 걸리기 때문이다.	생각의 방향은 맞음. 빛도 태양과 지구 사이의 거리를 이동하는 데 시간이 걸리므로 즉시 알 수 없다는 설명은 좋음. 다만 “몇분후”에서 멈추지 말고 계산까지 해보자. 구문 분석 실패 (구문 오류): {\displaystyle \frac{1억\ 5천만\ \mathrm{km}}{30만\ \mathrm{km/s}}\fallingdotseq500\ \mathrm{s}} 이므로 약 8분 20초 후임.
8분 20초이다. 태양은 지구에서 1억 4천km 떨어져있는데 태양에서 뿜는 마지막 빛이 이 거리를 빛의 속도로 이동하면 8분 20초가 걸리기 때문이다.	시간과 마지막 빛에 대한 설명은 맞지만, 거리가 틀림. 태양과 지구 사이의 평균 거리는 1억 4천 km가 아니라 약 1억 5천만 km임. 적어 놓은 1억 4천 km는 실제 값보다 약 1,000배 작기 때문에, 그 값을 이용해서는 8분 20초가 나오지 않음. 계산 결과뿐 아니라 계산에 사용한 거리도 함께 확인하자!
지구와 태양 사이는 1억 5천만km 떨어져있어 우리는 약 7분 20초 전의 태양을 보게 된다. 따라서 7분 20초 후에 알게 된다. 만약 자신이 태양이 없어진걸 빨리 인식하면 추위는 훨씬 늦게 찾아오니 살수는 있을 것이다	거리와 접근 방법은 맞지만 시간 계산이 틀림. 구문 분석 실패 (구문 오류): {\displaystyle 1억\ 5천만\div30만=500} 이므로 500초가 걸림. 500초는 7분 20초가 아니라 8분 20초임. 우리는 약 8분 20초 전의 태양을 보고 있음. 온도가 즉시 떨어지지는 않겠지만, 그것만으로 생존 가능성을 판단할 수는 없음. 이 질문에서는 정보가 전달되는 시간에 집중하자.
태양에서 지구까지 빛이 이동하는 시간을 구하면 되는데, 태양에서 지구까지의 거리는 약 1억 5000만 km, 빛의 속력은 3x10^6m/s이기 때문에 거리 속력 시간 공식을 이용해서 계산하면 8분 20초이다.	계산 방법과 최종 결론은 맞지만, 빛의 속력의 수치와 단위가 틀림. 빛의 속력은 $3\times 10^8\mathrm{m}/\mathrm{s}$ 또는 $3\times 10^5\mathrm{k}\mathrm{m}/\mathrm{s}$임. 답변에서는 거리는 km, 속력은 m/s로 적었기 때문에 단위도 서로 맞지 않음. 단위를 통일하여 $\frac{1.5\times 10^8\mathrm{k}\mathrm{m}}{3\times 10^5\mathrm{k}\mathrm{m}/\mathrm{s}}=500\mathrm{s}$ 로 계산해야 함. 답은 맞았지만, 적어 놓은 수치로는 그 답이 나오지 않음!
약 8분 30초. 태양과 지구 사이의 거리는 약 1억 5000만km이고 빛과 중력은 초속 약 30만km로 이동하므로 나누면 500이 나온다. 이 숫자를 60으로 나누면 8.333...이므로 8분 20초일 것 같다.	계산 과정의 마지막 결론인 8분 20초가 맞음. $8.333\cdots$분에서 소수 부분인 $0.333\cdots$분은 $0.333\cdots \times 60=20$초임. 따라서 8.333…분은 8분 30초가 아니라 8분 20초임. 한 답변 안에 8분 30초와 8분 20초가 함께 있으니 최종 답을 하나로 통일할 것!
둘 사이 거리가 0.0000158 광년이므로 약8분 20초 뒤에 알게 될 것 같다.	광년을 이용한 좋은 접근임. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이므로, 태양과 지구 사이의 거리가 약 $0.0000158$광년이라면 빛의 이동 시간은 약 $0.0000158$년임. 이를 환산하면 약 8분 20초가 됨. 단, 광년은 시간 단위가 아니라 거리 단위라는 점은 꼭 기억할 것.
나는 태양이 갑자기 사라진다는 것을 태양을 이루는 물질이 흩어지는 것이라고 정의했다. 태양의 물질이 아무리 빠르게 흩어지더라도 질량이 있는 물질은 빛의 속도를 넘을 수 없다. 또한 태양이 사라졌다는 정보 역시 빛보다 빠르게 지구에 전달될 수 없다. 검색 결과 태양과 지구 사이의 거리는 약 1억 5천만 km이고 빛이 이 거리를 이동하는 데 약 8분 20초가 걸린다.	오, 문제의 가상 상황을 스스로 정의하고 정보 전달의 한계까지 생각했음. 실제로 태양을 이루는 물질 전체가 한순간에 사라지는 것은 현실적인 과정이 아님. 질량이 있는 물질은 빛의 속력에 도달하거나 이를 넘을 수도 없음. 다만 이 문제에서 “태양이 갑자기 사라진다”는 것은 실제로 가능한 과정을 묻는 것이 아니라, 태양에서 일어난 변화에 관한 정보가 지구까지 전달되는 데 얼마나 걸리는지를 묻기 위한 가정임. 자신이 추가한 가정과 문제에서 제시한 가정을 구분하면 더 깔끔한 답변이 되겠음.
지구는 공전 속도 v로 움직인다하고, 태양이 사라진 순간의 태양과 지구 사이 거리를 d이라 할 때 빛이 이동하는 동안 지구도 이동한다. 태양이 사라진 이후 외부 힘이 작용하지 않아 지구는 등속 직선 운동하니 (ct)^2=d^2+(vt)^2이므로, t=(d/c)/sqrt(1-v^2/c^2) 뒤에 빛이 지구에 도달한다. 그러나 일반상대론에서는 중력장 변화의 전파속도가 빛의 속도와 같으므로 그냥 d/c이다. 실제 계산 하면 둘다 약 8분 20초 이다.(밀리초 단위로 차이남)	와, 지구가 이동하는 것까지 고려하여 계산했음. 심화된 접근은 매우 좋음. 태양이 사라진 뒤 지구가 접선 방향으로 등속 직선 운동한다고 단순화하면 $(ct{)}^2=d^2+(vt{)}^2$ 에서 $t=\frac{d/c}{\sqrt{1-v^2/c^2}}$ 를 얻는 과정은 맞음. 다만 일반 상대론에서 중력장의 변화가 빛의 속력으로 전달된다고 해서 움직이는 지구까지의 도달 시간이 무조건 정확히 $d/c$가 되는 것은 아님. 빛의 정보와 중력장의 변화 정보가 모두 같은 속력으로 전파되므로 둘은 움직이는 지구에 거의 동시에 도달함. 그리고 지구의 공전 속력을 약 30 km/s라고 하면 이 식과 $d/c$의 차이는 밀리초가 아니라 대략 수 마이크로초 정도임. 좋은 탐구였지만, 기본적인 답은 약 8분 20초로 충분함.
거리 나누기 빛의 속도보다 짧아질 것이다 지구는 운동 중이기 때문	지구의 운동을 고려하려는 생각은 좋지만, 짧아진다는 결론은 맞지 않음. 태양이 사라지는 순간 지구는 태양 쪽으로 직접 다가가는 것이 아니라 대체로 공전 궤도의 접선 방향으로 움직이고 있음. 빛이 퍼져 나가는 동안 지구가 접선 방향으로 이동한다고 단순화하면, 빛이 움직이는 거리는 처음의 태양과 지구 사이 거리보다 아주 조금 길어짐. 따라서 $d/c$보다 아주 조금 길어질 수 있음. 물론 그 차이는 매우 작아서 기본 문제에서는 약 8분 20초라고 답하면 됨. “지구가 운동 중이기 때문”에서 끝내지 말고, 지구가 어느 방향으로 운동하는지도 함께 따져 보자!
지구와 태양사이의 거리가 약 1억 5천만 km이고 빛의 속도가 약 30만 km/s이므로 태양에서 빛이 지구로 오는데까지 약 8분 20초가 걸리기 때문에 태양이 사라지고 8분 20초 동안은 사라지기 전 빛이 지구로 도달하고 그 이후부터는 태양이 사라짐을 알 수 있을 것 같다. 그런데 태양이 그자리에 있는동안 상호작용을 하던 것들이 있었을 것인데 빛이 전달되는데 영향을 미칠 수도 있을 것 같다. 태양의 중력...?이 있었을 텐데 사라지면 지구도 더이상 태양주위를 도는게 아니라 일자로 날아갈 것 같기도 하다. 그렇다고 하면 지구와 빛이 함께 등속 직선운동을 하면 사라진다는것을 모를 것 같기도 하다	앞부분은 정확하고, 중력과 지구의 운동까지 고민한 점도 좋음. 태양의 중력장이 변했다는 정보도 즉시 지구에 전달되지 않으므로, 지구는 약 8분 20초 동안 기존과 거의 같은 공전 운동을 계속함. 그 후 중력장의 변화가 도달하면 태양이 제공하던 구심력이 사라져, 단순화하면 지구는 그 순간의 속도 방향으로 운동하게 됨. 하지만 지구와 빛이 함께 등속 직선 운동한다고 해서 태양이 사라진 사실을 영원히 모르는 것은 아님. 빛은 지구보다 훨씬 빠르기 때문에 태양이 사라졌다는 정보가 담긴 빛의 경계가 결국 지구를 지나감. 그 이후에는 더 이상 태양빛이 도달하지 않으므로 태양이 사라졌음을 알게 됨. 빛이 퍼지는 모습과 지구의 이동 경로를 그림으로 그려 보면 마지막 의문을 해결할 수 있을 듯!
149,597,870,700÷299,792,458 를 계산해본 결과 약 499.0047838361564119134711520994967792018303542512733926081622773845764992526930080409160926923651961918268137352541403826776722982137195726251392221481435667070717302701457553011557081932995125581177896076358265156890637989298583355289078019434364823147085307929927977040703272128346871221156604279884852873783769436921591936779143389924772557153522521237008570775986632725763901638913144372697994957564943144767170893938899556972844193431977531602879749563279540541343438332928308690140563843003682234060738112364387765885691493946789014952470885708539072053640522204197678648740389593123119861807864425995666642154153190871799716856119175619821630069159378252270775937932367864971439675110172384656854843226242869658849122882204061317646623385035256624100930517738374859316841119465386951128703844844555762640299643562080537729871776827687906678426179753995012109343991568994040537203907911519241754907656816369943502714801451075863956524216496467032536222108696276808938268887338053047351844988708822021133033306661770657352560883969936295061832409406376727462570122427829722120627864494176167700656432124119680155529462986023484286586022120676564852075097899894466324433018258251179887920996331402039473588091398883690396240721973065780060417664009412805174705228908727250236561988494053442798751128022039833970739850967164757693804291767740201122738051001936813233640454023696620146461456345242681188464054022333010125291410766577723579690587146124936872161073511729237698167843835484346974465915350011907237506288433713699361976611166115459782513941694957516242786868240694700865356659506090710260629705367704747262187629816891524335812343884915210241880067576616620555544462696256354787951336654373072987713386705678900034236351602947930064338042820276686213366982033950967505660199096803162406440524931417720988831546923038337408741616842142172902828662887843562762342740456799617020385482812913192099048735909160196418283477965279566839536703755235897228608733045579151961187762768868588415256263718282065654900497863758800763426810423629803255424124111888098265634154145398814535888024241090147771495972723903547967174010761805088505595427620797585241453939445000981312211663443514646389136313762769842595573234867703042749661167259918193138801377051319950150313654655048059948192559267118054050579217706670926324637559761426686724720739972718059505019302386853240984467994855294191557013752494067078898962828477826483546827585635926838426335595140288685981553278435043219132617405605313793451068071899260387664588947064171974599841334233965285410882484575379144461332646333617905757989415464214246510497605646903899096754462048541594732179686788518208820316620506844104797326155549917136341034970265996484808166855218218998691421383255745546474021037580605179867466846013851355793613727267281687253119623176110721237690375786571655515096380443299877810802031584130111772191413834700271212293139142279556612461544979894057241426667244577580400638364291339177051612152297707235850476265150072587883448355461964289975567030442106719042278241702798273864514630318018207115804094044287131466129144583083541080943403853074916247559503314789860390684011136797844327357961753660927654157330402221125923054408526848263807890724188932064461741729339968919431588902746846286573360027622843000273209007812998417725371863757826756268831819645042571417857349833663927596203904502494188829793710153975921569047610930892731130681079375252328729363832094802064700373483044726895697956484282202989909772846920652019871694037079478497087475095854479434569364650260814766727720682019292159778082209126154868112125756012180933517680421433417114182372126252755831502605712649382260310231019887765155186125462836026381957881008467531227886993741517006408480095920224917732920419232160937150727120693609977339723469627778294542686594203780803585125547087645547107125690266697769961911450087246691175933451934938269861345211025955829749392828287895087740999808607593457204316994525592768581256303652575542777663873051803057700671042231489359215300873246117485717402537191245818465519903105767924288475596007155056582510824872051984710035634051874647226782469624369269489761480257118409563191879897125363974299847129576555258104591810645216431695556530644943709691322521529210718169567828153969103518941760702999406342637212040871288363098180408527822270965869328173692748468008491394403257469539143643166633631590558559014850200134120785653653768701546187662933134895608347825748171423311789918344109910863734937588056334626003166497270588441554456983704373243438966032961376233153937448286307456073494684112433542274102172376864797579397410991573377072748107625842942319783108086061324464673490885484517425718561605709240357207385117073225371133252458272315843249132037871346316524080135464915531664242200515931591581266530727734318119503860233868858702242602780887836744712236890228906292232341615478532151732783084222885953988875864248726363890048227964427310576305425268570298723125316247949106177981301984588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7444초 후에 그 사실을 알게 된다.	계산 방법 자체는 정확함. 하지만 계산기에 나온 소수점 이하 숫자를 전부 옮겨 적는 것은 물리적으로 의미가 없음;;; 사용한 태양과 지구 사이의 거리는 특정한 정밀도를 가진 값이며, 실제 거리도 지구의 공전에 따라 계속 변함. 따라서 계산 결과만 무한히 많은 자릿수로 쓴다고 더 정확해지는 것이 아님. 이 문제에서는 약 499초 또는 약 8분 19초라고 쓰면 충분하고, 일반적인 근삿값을 사용하면 약 500초, 즉 약 8분 20초라고 하면 됨. 계산기의 자릿수보다 유효숫자가 중요함!

생기부 기록 예시

	선생님코멘트