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잡동사니

빛(light / 光 / ひかり)에 대한 재밌는 이야기 ~ (태양빛, 초신성, 우주, 블랙홀 ~)

 

 

 

'빛'하면 뭐가 제일 먼저 떠오르시는지요?

 

 

태양? 형광등? 야경? 스타워즈의 광선검? 레이저? 빠르다? 멈추지 않는다? 손전등?

 

눈이 부시다? 후광이 비치던 첫사랑의 얼굴?

 

 

 

 

저는 엄청나게 빠른 속도라던지, 영화 인터스텔라의 블랙홀 영상이 떠오르네요.

 

( 그러면서 막 ~ 빛나는 여인네의 사진을 젤 위로 똬악 ~ )

 

 

 

빛.

 

정말 흔하게 보면서도 별로 심각하게 생각해보지는 않았던 대상인데

 

과학자들은 이 녀석의 실체를 밝혀보려고 옛날부터 무던히도 애를 썼던 것 같습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

위키백과로 한번 검색해 보았습니다.

 

 

 

물리학에서 보는 빛 :

 

고전 물리학에서 보는 빛은 전자기파이며, 매질없이 전파한다.

 

전기 또는 자기를 띠는 물질이 가속 운동을 하면 전자기파가 전파한다.

 

그러나 빛은 회절과 간섭의 파동성을 띤다.

 

양자 물리학에서 보는 빛은 파동뿐 아니라 입자로서의 이중성을 갖는다.

 

아인슈타인의 광양자 가설에 따라 빛은 일정한 에너지를 갖도록 양자로 되어(개수를 셀 수 있는 단위)있다.

 

~ 중략

 

원소 루비듐의 보즈 - 아인슈타인의 응축을 통하여 "완전한 정지"을 가져올 수 있었다.

 

~ 중략

 

이 시간동안 빛은 중단했다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

헐... 파동이면서 입자라니 선뜻 이해가 되지 않습니다.

 

게다가 빛을 정지시키는 실험도 있었고, 성공했나보네요.

 

이것도 이해가 잘 안됩니다. ;;;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

빛의 속력 :

 

- 빛의 속력을 측정하려 했던 과학자들

 

1) 17세기 갈릴레오 갈릴레이 - 측정실패

 

 

2) 1676년 올러 뢰머  - 2.12×10^8 m/s 라고 추정

(목성의 위성인 이오의 관찰을 통해 측정)

 

 

3) 1849년 이폴리트 피조 - 3.13×10^8 m/s로 측정

(톱니바퀴 및 거울 반사 실험)

 

 

4) 1862년 레옹 푸코 - 2.98×10^8 m/s 산출

(회전거울 실험)

 

 

5) 1926년 앨버트 에이브러햄 마이컬슨 - 2.99796×10^8 m/s 산출

 

 

 

 

 

 

 

 

빛의 속도가 얼마인지 측정해보려고 많은 분들이 노력하셨군요.

 

시간이 지나면서 점점 측정결과가 현재의 결과치와 비슷해 지고 있는 것 같습니다.

 

실제로 현재 사용하고 있는 빛의 속력은 진공에서

 

2.99792458×10^8 m/s 이라고 합니다.

 

 

대충 초속 30만km정도로 알려져 있지요.

 

이 속력이 어느정도 빠르기인지 가늠해 보기위해 몇 가지 예를 살펴보면

 

1초에 지구를 7바퀴 반정도 돈다는건 들어보셨을 테고,

 

(영화 수퍼맨에서 이 속도로 지구를 거꾸로 돌아서 사고로 죽은 여자친구들 살려냈었죠 아마? ㅎ)

 

 

달과 지구의 거리가 대략 383,000km 이니까 빛의 속도로는 1.2초 정도 걸린다고 하고,

 

태양과 지구의 거리가 150,000,000km 이니까 빛의 속도로는 대략 8분정도가 걸린다고 합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

여기에 흥미로운 사실 하나 더 ~!

 

태양 내부에서 빛이 만들어지면 이리 부딪히고 저리 부딪히면서 수소 입자들을 뚫고 밖으로 빠져나오는데

 

수천년에서 천만년까지도 걸린다고 합니다.

 

 

 

 

오늘 아침 보았던 아침 햇빛님이나 어제 저녁에 보았던 달빛님의 나이가 1천만년하고도 8분 이상을

 

더 사셨을지도 모른다는 얘기죠. ㅋ

 

(Ps. 달빛은 스스로 빛을 내는것이 아니라 태양의 빛이 달에 반사되어 보이는 거랍니다.)

 

 

 

 

또한, 빛의 속도는 과학에서 여러가지 큰 의미를 갖는 것 같습니다.

 

질량을 가진 물체가 도달할 수 없는 우주의 한계속도가 되기도 하구요,

 

(CERN의 미립자 실험중 잠시 빛보다 빠른 중성미자가 관측되는가 싶었지만,

CERN은 2012년 광속을 능가하지 않았다고 발표를 했죠.)

 

무지무지하게 넓은 우주공간의 거리를 측정하는 단위의 기초가 되기도 하지요.

(1광년 = 빛의 속도로 1년동안 갈 수 있는 거리)

 

 

 

 

 

 

 

 

게다가 아인슈타인의 상대성 이론에 의하면

 

빛의 속도로 여행을 하게될 때 일어나는 신기한 현상이 있습니다.

(현재까지 밝혀진 바로는 질량을 가진 물체가 빛의 속도로

움직이는 것이 불가능 하다고 하지만요)

 

여행을 하게되는 나와 지구에 남겨진 관측자의 시간이 다르게 흐른다는 겁니다.

 

빛의 속도로 여행하는 나의 시간은 관측자에 비해 상당히 느리게 흐릅니다.

 

반대로 지구에 남겨진 관측자의 입장에서는 시간이 엄청 빠르게 가겠죠.

 

 

영화, 인터스텔라의 시간이 빨리가는 블랙홀 근처의 행성 이야기를 생각해보시면

 

이해가 되겠죠?

 

빛의 속도로 여행을 하면 나는 아주 잠깐 갔다왔다고해도

 

남겨진 관측자의 시간은 어마어마하게 흘러서 다 늙어죽고 없을 거라는건데...

 

참... 신기합니다.

 

아마도 시간을 고정된 하나의 관념으로 보는 인간의 사고력의 문제겠지요.