일단 모든 물체는 시공간 spacetime 속에서 항상 빛의 속도로 이동하고 있습니다.

얼핏듣기에는 말도 안되는 이야기죠. 하지만 이런 이유때문에 일상생활에서 상대성 이론의 효과가

거의 나타나지 않는겁니다.

아인슈타인은 시간이나 공간상에서의 속도를 말한게 아니라 시간과 공간이 합쳐진 시공간 상에서 볼 때

모든 물체들이 한결같이 광속으로 움직인다는 뜻이었죠.

항상 일정한 속도로 달리는 이상적인 자동차를 생각해봅시다.

단, 이 자동차의 일정한 속도는 공간 차원과 시간차원, 양쪽 모두에게 분배된다고 생각해보죠.

(x축을 공간차원 y축을 시간차원이라고 가정해보죠.)

만일 어떤 물체가 제자리에 정지해 있다면 이 물체는 공간 이동이 전혀 없으며 시간 차원쪽으로만 진행된다고 볼수 있죠.

제자리에 정지해 있는 모든 물체들은 한결같이 동일한 속도를 유지한채로 시간차원을 따라 이동하죠

즉 이들 모두는 나이를 먹는겁니다. 그리고 공간 속에서 움직이고 있는 물체는

시간차원을 향하던 속도중 일부가 공간차원쪽으로 할당되어 그 덕택에 움직이는 것으로

간주될 수 있을 겁니다.

직선경로를 이탈하여 달리는 자동차차가 정상 직선속도보다 달리는 자동차에 비해

목적지에 도착하는 시간은 늦어지는 것처럼 운동의 일부가 공간 차원으로 할당 된

자동차는 시간쪽의 이동속도가 느려질 수밖에 없을 겁니다.  즉, 움직이는 자동차의 시계는

정지해있을 때보다 늦게갑니다. 그리고 이 일정한 속도가 바로 광속이 되는 것이죠.

더 쉬운 이해를 위해 위의 그림을 봐주세요. 선들의 길이의 크기가  광속c일 때(시공간상에서 광속으로 움직일 때)

A와 B를 비교해보면, 그 크기는 광속으로 동일하지만 속도(공간상에서)와 시간의 흐름은 다르죠.

(점A는 실제로는-공간차원에서는- a라는 속도로 이동하고 있으며 시간차원에서는 b라는 속도로 이동하고있으며

점B는 실제로는 b라는 속도로 이동하고있고 시간차원에서 a라는 속도로 이동하고 있습니다.)

결국 빠르게 이동한다는 것은 시공간상에 공간상의 이동으로 더많은 속도가 분배되는 것 뿐이라는겁니다.

(바쁘게 살면 덜 늙는 다는게 근거없는 이야기는 아닌가 보군요!ㅋㅋㅋ)

-보통 우리가 움직이는 속도는 광속에 비하면 터무니 없이 작은 수치이고 따라서 일반적으로 점 C와 같은

양상을 보이게 됩니다. 공간 차원에서 이동이 광속에 비해 거의 차이가 없어지니 우리에게 적용되는 시간도 거의

비슷해지는 겁니다. 그래서 마치 시간이 절대적인 것같은 착각을 할 수 있지만 시간 역시 상대적인 물리량이랍니다.

그 속도가 충분히 크다면 시간은 느리게 가죠. 그 증거로서 뮤온이라는 소립자는 한번 탄생한뒤 백만분의 2초가 지나면

전자와 뉴트리노로 분해되면서 전광석화같은 삶을 마감하지만 입자가속기를 통해 시속 66억 7천마일 (빛의 속도의 99.85%)

로 가속하면 뮤온의 수명은 10배로 길어지죠-

이 논리를 따라가다 보면 우리가 가장 빠르게 이동할때는 즉 우리가 가질수 있는 이동속도의 최대값은

저 원의 궤적이 공간상의 이동축과 만나는 지점일테고,

그 점이 바로 광속 c가 된다는 거죠. 따라서 빛의 속도로 움직이는 비행기가 있다면 외부에서 볼때 그 안의 사람들은

완벽히 정지해 있는 상태가 되는겁니다. 시간상으로 분배될 속도가 없기 때문이죠.

-마찬가지 이야기로 빅뱅때 탄생한 광자는 어마어마한 시간이 지난 지금도 그때의 나이를 유지하고 있습죠.-

이렇게 되면 시간차원에서 더이상 끌어다 쓸만한 속도가 남아있지 않기 때문에 물체의 공간 이동속도는

절대로 광속을 초과할 수 없습니다.

저 원밖으로 나갈수 없냐는 질문에는 더 이상의 자세한 설명은 생략하도록 한다.

...는 농담이구요ㅋㅋ 일단 '이 우주'에서는 불가능합니다. 평행우주이론을 믿으신다면 다른 우주를 찾아보시죠.

혹 그 우주에서는 우리와 완전히 다른 물리법칙을 가질지 모르니까요.

여하튼 확실한건 '우가 살고있는 이 우주'에서는 초광속은 허황된 이야기라는 결론이 나옵니다.

  거기다 초광속 뿐만 아니라 질량을 가진 물체는 광속으로 이동하는 것조차 불가능합니다.

아인슈타인의 유명한 식 'E=MC²' 이 모든 물체는 빛보다 빨리 달릴 수 없다는 명제를 가장 확실하게

증명해 주는 결정타나 다름없습니다.

실제로 뮤온과같은 입자를가속시키면 광속의 99.5%인 시속 66억 7천 마일까지 가속시킬 수 있습니다.

그렇다면 여기서 조금만 더 가속시키면 99.9%에 이를 수 있을 것이고 마지막으로 '한번만 더 안간힘을 쓰면'

드디어 광속의 벽을 넘을 수도 있지 않을까?

이런 생각을 가지실 수 있을겁니다.

하지만 E=MC² 에 의하면 물체의 속도가 빨라지면 물체의 에너지가 증가하죠.

(운동하는 물체는 0.5x질량x속도² 의 운동에너지를 갖죠)

그리고 이렇게 증가한 에너지는 E=MC² 의 관계식에 의해 고스란히 질량의 형태로 저장됩니다.

즉 물체의 이동속도가 빨라질 수록 질량이 증가하는 겁니다. 예를 들어, 광속의 99.9%로 운동하고

운동하고 있는 뮤온의 질량은 정지상태에 있는 뮤온의 질량보다 22배 정도 커집니다.

그런데, 입자의 질량이 커지면 가속시키기도 그만큼 어려워지죠.

어린아이가 타고있는 자전거를 밀어서 가속시키는 것과 10톤트럭을 미는 것은 분명히 차원이

다른 이야기니까요. 뮤온역시 여기에서 예외일 순 없습니다.

광속의 99.999%로 달리는 뮤온의 질량은 정지상태일때보다 224배가 되며 속도가 99.99999999%가 되면

질량은 무려 70000배로 증가합니다. 속도가 광속에 접근할 수록 뮤온의 잘량은 무한정 커지기 때문에

결국은 뮤온을 빛의 속도로 달리게 하려면 무한대의 에너지가 투입되어야 합니다.

그런대 대체 무한대의 에너지를 어디에서구해야하죠?

우주에존재하는 에너지를 닥닥긁어도 무한대에는 턱없이 모자라죠.

(무한대∞는 크기개념이 아니라 무한히 커지고 있는 상태를 표현하는 기호기 때문이죠)

그래서 질량을 가진 모든 물체는 빛의 속도로 운동하는것은 불가능합니다. ㅇㅋ??

참조. the elegant universe/ 저자:브라이언 그린/ 출판사:승산