광속 불변의 원리에 대해서 궁금합니다.

Question

멈춰 있는 사람이 빛을 바라볼 때와 뛰어가고 있는 사람이 빛을 바라볼 때를 비교해보면

빛의 속도에 차이가 있어야 하는게 맞는거 아닌가요?

왜 빛의속도는 항상 같게 보인다는 건지 알려주세요.

Answer 1

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

빛에 속도와 비교하면 사람이 달려가는 속도는 거의 0에 수렴하게 됩니다.

따라서 아무런 영향을 줄 수 없는 것입니다.

만약 빛의 속도나 그 절반의 속도등으로 이동이 가능하다면 다를수 있을듯 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

광속 불변 원리의 광속은 진공에서의 빛의 속도를 말한다. 진공이 아닌 다른 물질 속에서 빛은 속도가 달라지는데, 그것은 그 물질의 고유한 성질인 굴절률에 의해 결정된다.

진공에서의 광속은 보통 c로 나타내며 그 값은 약 초속 30만 킬로미터, 정확히 299,792,458 m/s이다. 이 값은 실험으로 측정한 근사값이 아니라, 정의된 정확한 값이며 불변의 물리상수인 광속을 이용해서 길이의 단위인 미터를 정의하는 데 사용되고 있다.

광속 불변 원리는 일상생활을 통해 우리가 가지고 있는 직관과 충돌을 일으키기 때문에 처음 들을 때 혼란스러운 것이 정상이라고 할 수 있다. 예를 들어 시속 60 km로 달리는 자동차가 있다고 하자. 이 때 속도는 사실 움직이지 않는 기준으로 치는 지면에 대한 것이며, 만약 관찰하는 사람이 지면에 대해 상대적으로 움직이고 있다면 관측되는 속도는 달리진다. 관찰자가 예를 들어 자전거를 타고 시속 20 km로 자동차와 같은 방향으로 따라가고 있다면 그 사람에게 자동차는 시속 40 km로 움직이는 것으로 보일 것이다.

이것이 상식적인 결론이다. 빛의 속도가 엄청나게 빠르기는 하지만, 마찬가지 원리로 우리가 아주 빠른 우주선을 타고 움직이며 관측한다면 빛의 속도는 우주선의 속도에 따라 다르게 측정될 것이라는 생각이 들 수 있다. 그러나 이 문서의 제목이 의미하듯이 그것은 틀린 예상이고, 모든 정밀한 관측은 오차 한계 내에서 항상 광속이 불변임을 증명하고 있다.

Answer 3

안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.

빛의속도늘 초당 30만킬로입니다.

하지만 사람이 움직이는 그리고 뛰는 속도는 초당 10미터도 안되죠. 그러니 차이가 너무나서 같아보이는거죠.

감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

멈춰 있는 사람이 빛을 바라볼 때와 뛰어가고 있는 사람이 빛을 바라볼 때를 비교해보면, 빛의 속도에 차이가 있어야 합니다. 하지만, 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빛의 속도는 관측자의 속도에 관계없이 항상 일정합니다. 이는 빛은 질량이 없는 입자이기 때문입니다. 질량이 없는 입자는 관측자의 속도에 관계없이 항상 일정한 속도로 움직입니다. 따라서, 멈춰 있는 사람이 빛을 바라볼 때와 뛰어가고 있는 사람이 빛을 바라볼 때를 비교해보면, 빛의 속도는 항상 똑같이 보입니다.