빛의 속도는 왜 절대적 인가요?

글쓴이
정현룡
등록일
2002-09-16 20:05
조회
23,282회
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댓글
9건
빛의 속도는 어떤것도 따라 잡을수 없다는데요

 왜  그런가요?
 
  • 임호랑 ()

      '광속불변'은 아인시타인의 가설에 불과합니다. 다만, 아인시타인은 맥스웰 방정식에서 유도되는 전자파의 속도를 깊이 통찰했죠. 그래서 전파원과 관측자간의 상대속도와는 무관하게 항상 광속은 일정한 것으로 측정되어야 한다는 결론에 도달한 것입니다. 그런데, 맥스웰 방정식 자체가 실험식을 집대성한 것입니다. 결국, '광속불변의 원리'는 실험식과 사고실험에 기초를 둔 가설이고, 여러 측정에 의해 사실로 인정되고 있습니다. 여기서 도출된 특수상대론에 의하면 질량이나 시간이 광속보다 작을 때만 유효하고, 광속에 가까와지면 질량이 무한대로 수렴하는 등 자연계의 제한된 에너지로는 광속을 넘는 것이 불가능하다고 보게 됩니다. 하지만, 양자상대론에서는 광속을 약간 넘는 것이 제한적으로 가능하고요, 이를 블랙홀에 적용하여 엑스선

  • 임호랑 ()

      방출을 스티븐 호킹이 설명하고 있습니다. 그런데, 맥스웰 방정식 자체에도 결함이 있다는 것이 확인되고 있습니다. 아직 널리 안 알려있는데.... 그리고 결정 내부에 입사되는 광속에 가까운 입자의 경우, 결정 내부의 광속보다 빠른 속도로 진입을 하는 등 강제로 광속보다 빠른 상황을 만들수가 있고, 또 조금 다른 상황이지만, 위상속도라고 해서 그룹속도보다 빠른 즉 광속보다 빠른 신호전달이 가능한 위상면이 존재합니다. 여러모도 광속불변은 도전받고 있지만, 클래식한 의미에서의 상대론은 여전히 옳다는 생각입니다. 현대적인 상대론이 필요한 시점이죠. 그래서 열심히들 파고 있습니다. 저도 그 중의 하나입니다만...

  • 이민주 ()

      멋있습니다.

  • 소요유 ()

      참.... 광속불변에 대해 '왜'라고 물으면 사실 대답하기가 쉽지 않습니다. 광속불변이란 '원리'가 나오기까지 역사적인 설명하려면 점 길어지므로 이 게시판 어딘가에 있으니 참고하시기 바랍니다. 결국 이런 원리가 나오게 동기가 결국에는 '마이켈슨-몰리의 빛의 속도차에 의한 빛의 매질, 즉 에테르 검증 실패'로 부터 시작되었습니다.  빛에대한  좀더 거시적인 문제로서의 광속불변은 아직 유효합니다. 그러나 미시적인, 즉 양자역학이 적용되는 공간에서의 광속불변의 문제는 임호랑님이 설명하신 그대로입니다.  다시 돌아가서 '광속'을 정의하는 것이 '우주론적이 거시세계적 정의'냐 아니면 '미시적인 정의'냐가 달라질 수도 있음을 이러한 '개념들을 통해서' 알 수 있습니다. 

  • 소요유 ()

      현대 우주론자들은 이와는 다르게 '광속의 가변성'을 논하고 있습니다. 무슨 이야긴가하면  광속이 우주역사를 지내오면서 그 속도가 변하였는가를 알아보는 중입니다. 이러한 문제는 결국 우리우주의 역사와 함께 각종 물리상수의  변화와 관련되어 상당히 흥미로운 주제입니다.  결론적으로 우리우주는 거시적으로 아직 상대론 (특수 & 일반 모두)이 적용되는 공간이라는 사실입니다. 한편으로 중요한 것은 시간적으로나 공간적으로나 광속불변이 부정될 개연성이  충분이 있을 수도 있지만 그러한 결론은 결국 '실험'이라는 행위에 의하여 검증될 수 밖에 없다는 사실입니다.  이미 인정된 물리적 사실 혹은 이론에 대하여 맞는다 틀린다는 하는 판다보다는 보다 유효하냐 아니냐로 판단됩니다. 

  • 소요유 ()

      우주 시간의 진행에 따른 광속의 변화 가능성은 현대 천문학적 우주론에서 중요한 이슈 중에 하나입니다.  관측적으로 우주론의 구성하는 다양한 파라메터들이 서로 맞물려 있고, 관측적 우주론이라는 것이 빛을 이야기하는 것이므로 광속의 문제는 아주 중요한 문제이긴합니다.  아직은 광속불변을 전재로 '우주론의 표준모델'이 구성되고 있습니다.

  • 소요유 ()

      덧붙여, 현대의 관측우주론은 이와 같이 물리학의 기본적인 문제인 '광속의 문제'와 함께 입자물리학적인 문제들, 예를 들면 뉴트리노의 정지 질량 문제, 진공의 양자화 문제를 해결하고 있습니다. 즉 입자물리학과 상대론으로 구성된 우주의 표준모델과 실제 관측가능한 대상을 상대로 만든 관측 우주 모형과 비교함으로서  이러한 결론들을 얻을 수 있습니다.  현재까지 결론은 물리적우주인 표준우주모형이 맞다면  뉴트리노의 질량은 10eV보다 작아야하고, 우주에 우주스케일의 반중력이 존재하면, 그 반중력의 후보가 진공에너지 일 것이라는 것입니다. 

  • 임호랑 ()

      소요유님이 제가 빠뜨린 부분을 잘 설명해주셨네요. 우주의 나이에 따라 상수가 변화한다는 생각은 정말 파격적이죠? 사실 우리나라 과학교육이 '과학적 진리'를 가르치는게 아니라, 진리를 찾는 과정 혹은 왜 진리인가라는 의문을 갖게 해주는 것이어야 한다고 생각합니다. 사실 과학뿐이 아니라, 사회든 국어든 '왜 법은 지켜야 하는가? 안지키면 안되나? 왜 애국하라고 하는가? 식으로 모든 것을 의문하고 질문하며 회의할 수 있도록 해야합니다. 그런데, 이런 애들은 거의 바보나 왕따가 돼버리니, 교육내용에 대한 개혁, 여기서 출발해야하는데... 좀 엉뚱한 방향으로 튀었지만....

  • 소요유 ()

      임호랑님, 바로 그것입니다. 사실을 가르쳐야하는 것이 아니라 '방법론'을 가르쳐야 합니다.  물고기 주는 것이 아니라 물고기를 잡는 법을 가르쳐야 합니다. 사실 저도 여기서 주절거리는 것이 남들에게 '독이되는가 약이되는가'  가끔 고민합니다. 이야기하고 싶긴한데 스스로 찾게해야 하나 아님 답해야 하나로 말이죠.  과학도 역시 '아는 만큼 느끼게' (나의문화유산답사기의 유흥준씨 지론)되지만  과학은 과정이 무엇인가를 아는 것이 과학적 결론을 아는 것보다 수 백배 더 중요합니다.



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