우리는 어떤 대상의 속도를 측정하기 위해 어떤 방법을 사용할까?

보통 측정 대상이 이동한 거리를 이동시간으로 나눈다

 

 

 

 

 

그럼 보통의 측정 대상과는 상이한 특성을 가진 빛도 이런 방법으로 측정할 수 있을까??


 

 

 

그런데 영상의 제목에서 보듯 빛의 속력은 측정된 바가 없다고 한다

 

 

하지만 우리는 물리 교과서 등을 통해 빛의 속력이 약 초속 30만 킬로미터임을 알고 있다

또는.. 물리학에 관심이 많은 게이라면 다음과 같은 실험을 들어보았을 것이다

 

 

 

 

 

사진의 마이컬슨 간섭계나

 

피조의 톱니바퀴 실험처럼 빛의 속력을 측정하거나 이를 이용한 사례 말이다....
그럼 대체 빛의 속력을 측정하지 못했다는 건 무슨 소리일까

 

 

정확히 말하자면 빛의 '편도'속력은 측정된 적이 없다.

위에서 언급한 실험 사례 역시 거울을 이용한 빛의 '왕복'속력을 측정한 것으로 '편도'속도와는 다르다

 

 

 

 

 

아니ㅋㅋㅋ 속력을 측정하는데 왕복이니 편도니 무슨 상관???

 

 

 

 

 

아! 갈 때랑 올 때랑 속도가 다를 수도 있당께요ㅋㅋㅋㅋ

 

 

말인즉슨 실제로 빛은 일반적으로 우리가 아는 광속 'c'가 아닌 그 절반 'c/2'로 떠나갔다가

사물에 반사되어 돌아올 때는 무한대의 속력 다르게 말하면 '즉시' 도착하는 것일 수도 있다는 것!

 

 

그리고 이런 해석을 바탕으로 사고실험을 했을 때 빛의 속력이 'c'로 일정하다는 기존의 해석을 적용했을 때와 결과가 동일하다...

 

 

그럼 일반 사물처럼 그냥 편도 속력을 측정해서 검증하면 되는 거 아님??

하지만 빛의 편도 속력을 측정하는 것은 말처럼 쉽지 않다...

 

 

 

 

 

빛의 편도 속력을 측정하려면 그림과 같이 빛이 출발하는 시간과 도착하는 시간을 알기 위해

시작점과 도착점에 각각 동기화된 시계를 놓아야 한다.

여기서 다루는 시간은 극히 찰나의 순간을 다루기 때문에 두 시계는 매우 정확하게 동기화되어야 한다.

 

그런데 시계를 동기화하는 과정에서 문제가 발생한다

 

 

 

 

 

일단 두 시계가 거리를 두고 있는 상태에서 동기화 하기 위해 동기화 정보를 전달할 수 있는 케이블을 놓는다면

출발 지점의 시계가 동기화하기 위해 보낸 펄스 신호가 도착지점의 시계에 전달되는 데 시간이 걸리기 때문에

결국 동기화되지 않는다.

 

 

 

 

 

도선을 통해 전달되는 신호는 광속이니까 그냥 1km를 광속으로 나누면 그 시간차만큼 보정하면 되는 거 아닌가??

하는 의문이 들 수 있겠지만 그렇게 하면 '광속'을 측정하려는 실험에 '광속'이라는 값을 알고 있어야 한다는 모순이 생긴다.

 

 

 

 

 

 

뭐 하러 귀찮게 케이블까지 깔아서 동기화 해ㅋㅋ

그냥 같은 지점에서 동기화하고 하나를 도착점에 가져다 놓으면 되지

 

 

 

 

 

 

그러나 두 시계의 동기화를 마치고 한 시계가 광선이 도착할 지점으로 이동하는 순간

특수상대성이론에 따라 시간이 느리게 흘러 마찬가지로 동기화가 이루어지지 않는다.

 

 

 

 

그래서 과학자들이 생각한 방법이 하나의 시계와 거울을 사용해 빛의 '왕복'속력을 측정하는 것...

결국 우리는 광속의 '편도'속력을 알지 못한다.

 

 

그럼 정말 빛이 출발할 땐 광속의 절반으로 출발했다가 돌아올 땐 즉시 돌아온다는 건가??

 

그에 대한 답은 빛이 실제로 그러한지 아니면 우리가 아는 대로 'c'로 불변한지 모른다는 것이다

왜냐하면 두 가지 명제 모두 동일한 결과를 내놓기 때문...

 

 

 

 

 

그럼 이 양반이 전 세계를 상대로 '광속 불변의 원리'같은 가스라이팅을 하는 건가?

 

 

 

 

 

아인슈타인의 1905년 논문 'ON THE ELECTRODYNAMICS OF MOVING BODIES'

대충 요약하자면 서로 반대 방향으로 이동하는 빛의 속력이 동일하다는 정의하에 출발점과 도착점의 시간을 비교하는 것이 유의미하다는 내용

 

 

 

 

 

난 그런적 없당께ㅎㅎ

 

 

 

 

 

결국 '왕복'하는 빛의 속력이 'c'로 불변함은 확실하지만 '진짜' 빛의 속력이 어떠한지 인류는 모른다.....