빛의속도가 일정하다는건 어떻게 알앗나요?

Question

빛의속도가 약 30만km라는건 누구나 알고잇는사실입니다. 하지만 빛의속도가 30만km로 일정하게 지속되는 이유는 잘 알지못합니다. 빛이 그 이상일수도 잇고 이하일수도잇는데 이렇게 일정한이유를 알고싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

빛의 속도가 일정한 이유는 아인슈타인의 상대성이론에 의해 설명됩니다. 상대성이론에 따르면, 빛의 속도는 진공에서 관찰자의 속도에 관계없이 일정합니다. 이는 빛이 질량이 없는 입자라는 특성과 관련이 있습니다.

질량이 있는 입자의 경우, 관찰자의 속도에 따라 속도가 달라집니다. 예를 들어, 지구에서 발사된 로켓은 지구의 중력을 벗어나면서 속도가 점점 빨라집니다. 이는 로켓의 질량이 지구의 중력을 이겨내기 위해 가속되는 때문입니다.

하지만, 빛은 질량이 없기 때문에, 관찰자의 속도에 관계없이 항상 일정한 속도로 움직입니다. 이는 빛이 중력의 영향을 받지 않기 때문입니다.

빛의 속도가 일정하다는 사실은 상대성이론의 중요한 근거 중 하나입니다. 상대성이론은 물리학의 발전에 큰 영향을 미친 이론으로, 현대 물리학의 토대가 되고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

19세기에 알버트 아인슈타인의 상대성 이론이 개발되기 전까지는 빛의 속도가 절대적으로 일정하다는 개념은 없었습니다. 그러나 알베르트 아인슈타인은 1905년에 제시한 특수상대성 이론에서 빛의 속도가 모든 관측자에게서 동일하게 일정하다는 원리를 제시했습니다.

이후 많은 실험들이 이를 확인하고 지지하였습니다. 가장 유명한 실험 중 하나는 마이클슨-모레이 실험입니다. 이 실험은 빛의 속도를 다른 방향으로 측정하여 상대적인 속도의 변화를 확인하는 것으로, 실험 결과 빛의 속도는 모든 관측자에게서 동일하게 나타났습니다.

또한, 일렉트론, 중성자 등의 입자들도 많은 실험을 통해 빛의 속도와 동일한 속도로 운동한다는 것이 확인되었습니다.

Answer 3

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

빛을 포함한 모든 파동의 속도는 일정합니다. 가령 음파(소리)의 속도는 상온 1기압에서 340m/s 로 일정합니다. 즉 빛이라서 속도가 일정한 것이 아니라 파동이라서 속도가 일정한 겁니다.

파동의 속도가 일정하기 때문에 나타나는 현상이 도플러효과입니다.

감사합니다.