로런츠 공변성

로런츠 공변성(Lorentz covariance)은 물리학에서 특정 물리 법칙이나 방정식이 로런츠 변환 하에서 형태를 유지하는 성질을 의미한다. 즉, 서로 상대적으로 등속 운동하는 관성 좌표계 사이의 변환인 로런츠 변환을 거치더라도 물리 법칙의 표현이 바뀌지 않는다는 것이다. 이는 특수 상대성 이론의 핵심 원리 중 하나이며, 모든 물리 법칙은 로런츠 공변성을 만족해야 한다고 가정한다.

로런츠 공변성은 좌표계에 의존하지 않고 물리적 현상을 기술할 수 있도록 해주기 때문에, 물리학 이론 구성에 있어 중요한 제약 조건으로 작용한다. 로런츠 변환은 시간과 공간을 섞는 변환이기 때문에, 로런츠 공변성은 시간과 공간이 분리된 절대적인 개념이 아니라 상대적인 개념임을 내포한다.

로런츠 공변성을 만족하는 대표적인 예로는 맥스웰 방정식이 있다. 맥스웰 방정식은 진공에서의 빛의 속도가 모든 관성 좌표계에서 동일하다는 것을 예측하며, 이는 로런츠 공변성의 중요한 결과 중 하나이다. 또한, 상대론적 역학 역시 로런츠 공변성을 만족하도록 구성된다.

로런츠 공변성을 수학적으로 표현하기 위해 텐서 개념이 사용된다. 텐서는 좌표 변환에 따라 특정 규칙을 따르는 양으로, 로런츠 변환에 대한 텐서의 변환 규칙을 이용하면 로런츠 공변성을 만족하는 방정식을 쉽게 구성할 수 있다.