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공간: 그건 일들이 발생하는 장소입니다.
시간: 그간 일들이 발생하는 때죠.
우리는 일들이 발생하는 장소들과
일들이 발생할 때를 측정할 수 있지만
현대 물리학에서,
우리른 때와 장소가
실제로 같은 질문의 일부라는것을 꺠달았습니다.
왜냐하면, 우주를 이해하게 될 때,
우리는 3차원의 공간과 시간을
한개의 개념으로 대체해야 할 필요가 있거든요:
4차원의 공간-시간으로요.
저희가 일련의 에니메이션으로
공간-시간을 탐구하고 설명하려고 합니다.
에니메이션?
맞아요.
글쎄요, 우리는 별로 움직일 수 없잖아요?
물론 우리는 움직일 수 있어요! 보세요, 저는 이곳에서 이곳으로 갈 수 있어요.
와! 여기에서 거기까지 어떻게 갔나요?
얼마나 빨리 갔죠?
달려 갔나요? 걸어 갔나요?
직선으로 가시기까지 했나요?
아! 그것에 대답하기 위해서는 당신은 우리의 만화 물리학을
더욱 물리학적인 물리학과 같이 보이도록 만들어야 해요.
당신에겐 패널도 더 필요하죠.
더 많은 패널들을 부탁해요!
그래요, 각 패널에, Andrew는 약간 다른 장소에 있어요.
그래서 Andrew가 각각 다른 시간에 있는
장소의 개별적 기록을 볼 수 있어요.
그건 굉장하군요. 하지만 만약 우리가
수백장의 패널들을 잘라서
그것들을 쌓을 수 있다면 시청하기가 더 쉬울거예요.
플립북처럼 말예요.
맞아요, 자 이제 그 책을 넘겨봅시다
그래서 우리가 매 초마다 24 장을 넘기며
한 패널 다음에는 다른 패널을 볼 수 있도록이요.
보세요! 에니메이션이라고 제가 말했죠.
자 이제 당신은 제가 걸어가고 있는것을 볼 수 있어요.
그 모든 패널들을 전부 그리는 것과 그것들을 플립북안에 집어 넣는것은
제가 움직이는 것을 기록하는 한가지 방법일 뿐이죠.
그게 에니메이션이나, 영화까지도 작업하는 방법이죠.
밝혀진 바에 의하면, 저의 걸음 속도로,
각 울타리 표지판을 지나가는 것에 2초가 걸리고,
그것들은 4미터로 떨어져 있는 공간이죠.
그래서 우리는 제 속도가--
공간을 통해 제가 얼마나 빨리 움직이는지--
매 초마다 2 미터라고 계산할 수 있어요.
하지만 저는 패널들을 넘기지 않고서도
알 수 있었어요.
플립북의 가장자리에서부터,
울타리 표지판의 모든 복사물과
Andrew의 모든 복사물을 볼 수 있는데
그는 각 패널에 약간씩 다른 곳에 있어요.
이제 우리는 Andrew에게 일어날 모든 일을 예측할수 있어요
우리가 그의 움직임의 속도를 포함하여,
매 초마다 25장을 넘겨,
보기만 할 때도 말이죠.
전부를 넘길 필요가 전혀 없어요.
이 플립북의 가장자리는
여러분이 짐작하셧듯이, 공간과 시간을 통한
Andrew의 여행의
장소-시간 다이어그램이라고 알려져 있어요.
우리는 Andrew의 여행를 재현하는 그 선을
그의 세계선이라고 불러요.
만일 제가 걷지 않고 조깅을 한다면,
울타리 표지판을 매 초마다 지나칠 수 있을지도 몰라요.
그는 체육을 잘하는 사람이 아니에요.
어쨌든, 이 새로운 플립북을 가장자리에서 보면,
이전과 같은 분석을 할 수 있어요.
Andrew가 조깅하는 것의 세계선은
Andrew가 걷는것의 세계선보다
더 경사져 있어요.
우리는 패널을 넘기지 않고서도
그가 전보다 두배로 빨리간다는 것라고 말할 수 있어요.
하지만 여기 약간 스마트한 정보가 있어요.
물리학에서, 사물을 다른 각도에서 보는것은 항상 좋은것이죠.
결국, 물리학의 모든 법칙들은
모든이들에게 갇아야만 하고
그렇지 않으면 누구도 그것들을 따르지 않을거예요.
그러니 우리 만화를 다시 생각해보고
Andrew가 울타리 표지판에 근접하고 그것을 지나치면서
조깅하는것을 카메라가 따라가게 해 보죠.
여전히 그것을 플립북의 패널처럼 보여서,
우리는 어떤것도 다시 그릴 필요가 없어요.
우리는 단순히 잘린 프레임 전부를 약간 옮김니다
Andrew의 경사진 세계선이
완전히 수직이 될 때가지요.
왜 그런지를 보기 위해, 넘겨보죠.
그래요, 이제 저는 패널의 중심에 있는
그 지점에서 단지 조깅을 하며, 고정되어 있죠.
플립북 가장자리의
제 세계선은 똑바른 위쪽으로 가고 있었죠.
그 울타리 표지판이 저를 지나가고 있어요.
이제는 그들의 경사진 세계선이죠.
이 패널의 재배치는
Galilean의 변모라고 알려져 있고
그건 우리가 다른 사람의 각도에서 물리학을 분석하도록 해줍니다.
이 사례에서는, 저의 각도이죠.
결국, 다른 시각으로 사물을 보는것은 항상 좋은거죠,
특히 시청자들이
다른 속도로 움직일때요.
그 속도가 너무 빠르지 않은 이상은요.
만일 당신의 빛의 속도로 움직이는 광선이라면,
당신의 관점의 우리 플립북은 산산히 부서지죠.
그것이 발생하는 것을 막으려면,
우리는 패널들을 함께 붙여야 해요.
떨어진 패널의 한 무더기 대신에
우리는 시간-공간의 단단한 블록이 필요해요,
그것은 우리가 다음의 에니메이션에서 보여지게 될 것입니다.