우주에 광속보다 빠른 게 있을까요?

Question

안녕하세요

우주 다큐를 보면 광속으로 몇백년을 간다 이런 말이 있는데

우주 전체를 놓고 봤을 때 광속보다 빠른 게 존재하는지 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.

현재까지 알려진 물리 법칙에서는 광속보다 빠른 속도로 이동하는 것은 불가능합니다. 이론상으로는 타당성이 있는 가설들이 제시되기도 하지만, 그것들은 대부분 이론 또는 가설 수준에 머무르고 있습니다.

이러한 이유로, 현재까지는 광속 이상의 속도로 우주를 여행하는 것은 불가능합니다. 하지만 우주 활동에서 사용되는 기술과 기술 발전은 계속 진행되고 있기 때문에, 앞으로 그런 가능성이 없을 수는 없다는 생각도 나오기는 합니다.

Answer 2

현재로서는 우주 전체에서 광속보다 빠른 것은 알려져 있지 않습니다. 이론상으로는 광속 이상으로 움직이는 입자들이 존재할 수 있다고 합니다. 예를 들어, 초월자성선량(Transcendentally High-Energy Radiation, THEGRA)이라는 입자들이 이론적으로 존재할 수 있다고 합니다. 그러나 아직까지는 이러한 입자들이 관측되지 않았으며, 이러한 입자들의 존재 여부 또한 실험적으로 검증되지 않았습니다. 따라서 현재로서는 광속 이상으로 움직이는 것은 불가능하다고 여겨지고 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

아직 까지 알려진 물질중에 빛보다 빠른은 발견되 않았으며 많은 과학자들이 빛보다 빠른 물질을 찾기 위해 연구중에 있습니다 다만 진공상태에서 전파의 속도가 빛의 속도와 같다고 합니다

Answer 4

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

현재로서는 빛보다 빠른 물체는 이론상 존재할 수 없지만, 특수 조건하에서는 존재할 수 있지 않을까 생각되는 그 물체의 이름을 과학자들은 타키온(tachyon)이라고 붙였습니다.

Answer 5

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.

아인슈타인의 특수상대성이론에 따르면, 빛의 속도는 우주에서 가장 빠른 속도입니다. 따라서, 빛보다 빠른 것은 없습니다. 하지만, 유럽입자물리연구소 (CERN·세른)가 3년간의 실험 결과로 ‘중성미자’ (뉴트리노)가 빛보다 더 빠른 것으로 나타났다고 발표했습니다.

Answer 6

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.우주에는 현재까지 알려진 바로는 광속 이상으로 빠른 속도로 이동하는 것은 없습니다. 광속 이상으로 이동하게 된다면, 이론상으로는 인류의 이해력을 벗어난 일이기 때문에, 이를 가능케 하는 물리법칙이 발견되기 전까지는 불가능할 것으로 생각됩니다. 또한, 이론상으로 광속 이상으로 이동한다면 인과관계를 파악하기 어려워질 수 있기 때문에 물리학 연구에서도 매우 중요한 이슈 중 하나입니다.

Answer 7

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 물리학적으로 불가능하다. 광속에 가까워질 수록 에너지는 엄청나게 늘어나고, 광속 그 자체가 되면 질량이 있는 한 필요한 에너지는 무한이므로, 초광속에 도달하려면 무한보다 더 큰 에너지를 공급해줘야 한다.

정확히는 진공 속의 빛의 속도보다 빠른 것은 없다. 이는 물 등의 매질 속에서는 속도가 느려지기 때문에 꼭 진공 속이라 한정 지어야 한다. 체렌코프 현상은 입자가 빛의 위상 속도보다 빠를 때 나오는 현상인데, 여기서의 위상 속도는 일반적인 빛의 속도와는 의미가 다르다.

다만 빅뱅 우주론에서 우주 공간 자체의 팽창 속도는 초광속이라고 한다. 모순같지만, 상대성 이론에서 정의하는 광속제한은 어디까지나 질량이 있는 물체 혹은 정보전달 능력을 지닌 존재에 한정된다. 공간 자체에는 암흑에너지로 대표되는 진공에너지는 존재해도, 공간좌표계 자체는 질량이 있는 것도, 정보전달능력이 있는 것도 아니므로 초광속으로 팽창하는 건 가능하다. 간단히 말하면, 긴 고무줄(공간)에서 달리는 개미(정보 혹은 질량체)가 있다고 하면, 개미의 속도에는 제한이 있지만(광속), 고무줄이 그 속도 이상으로 늘어가는건 허용한다는 것이다.

실제 일반 상대성 이론에 의해 증명되고 양자역학적으로 검증된 바에 따르면, 물리학적으로 속도는 '광속보다 느림', '광속', '광속보다 빠름'의 세 가지 영역으로 명확히 구분되며, 각각의 단계에 속한 입자는 생성 시부터 소멸 시까지 해당 영역을 절대로 벗어날 수 없다. 예를 들면 광자(빛)은 광속으로만 이동하며, 그 외의 속도를 가질 수 없는 한편 정지해 있는 입자는 광속 미만의 속도를 가지는 것만 가능하다는 식이다.

여기에서 나온 이론상의 가상 입자가 타키온. 이 입자는 상대성 이론에 입각하여 허수의 정지질량을 가져야 하며, 생성될 때부터 소멸될 때까지 광속이나 그 이하로 감속할 수 없는 속성을 가진다. 이 입자를 광속 이하로 감속 시키기 위해서는 마찬가지로 무한의 에너지[허수]가 필요하다.

*[허수] 이 경우는 분모도 허수, 질량이 있는 분자도 허수여서 지워져서 실수로 겨우 겨우 만들었는데, 이제는 또 분모를 다시 실수로 고쳐 놓아서 허수의 에너지가 필요하다. 참고로 허수 질량을 가진 중성미자는 중성미자 진동이 일어나지 않다는 점에서 실수 질량을 가지는 중성미자와 다르다고 한다.

결론, 빛보다 빠른속도로 이동하면 물체의 형체가 없어짐.

측정도 불가.