빛이 휘기위해선 어느정도의 질량이 필요한가요?
빛은 질량은 없고 매우 빠른속도로 가는데요
그렇다면 이 빛이 휘기위해선 지구이상의 질량이 필요한데 어느정도의 질량이 필요한건지 궁금합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
빛은 질량이 없지만, 빛은 전자기파로서 에너지와 운동량을 가지고 있습니다. 따라서 빛이 휘기 위해서는 질량이 필요하지 않습니다.
휘는 현상은 중력에 의해 일어나는 것으로, 중력은 질량에 의해 발생합니다. 뉴턴의 중력 법칙에 따르면, 두 물체 간의 중력은 물체의 질량과 거리에 의해 결정됩니다. 그러나 빛은 질량이 없으므로 중력에 의해 휘어지지 않습니다.
따라서 빛이 휘어지는 현상은 중력이 아닌 다른 요인들에 의해 발생합니다. 예를 들어, 빛이 질량을 가진 물체를 통과할 때, 그 물체에 의해 굴절이나 산란이 발생하여 빛의 경로가 휘어지는 것입니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
아인슈타인은 중력에 의하여 시간이 휘어진다고 언급하는 것이다. 아인슈타인이 언급하는 중력에서 중력과 가속도는 같은 같은 것이라고 언급하는 것이다. 그렇기 때문에 중력 가속도의 크기만큼 가속하는 가속계 내의 물체와 중력을 받는 물체는 같은 것이며 수학적인으로 같은 값인 것을 증명하였다.
그렇기 때문에 우주선이 우주를 향하여 날아갈 때에 우주선의 가속도와 중력은 같은 값인 것이다. 그런데 여기에서 빛이 휘어진다는 실험을 하는 것이다. 우주선이 우주를 향하여 날아갈 때에 우주선 안에 전등을 켜서 빛을 확인하면 빛이 직선 운동을 하지 않고 가속도 운동만큼 휘어진다는 것이다. 그런데 여기서 가속도는 중력과 같기 때문에 빛이 중력에 의하여 휘어졌다고 언급하는 것이다.
그런데 우주선에서 빛이 휘어지는 것은 중력과의 관계나 우주선의 가속도와의 관계가 아닌 것이다. 우주선에서 빛이 휘어지는 것은 우주선의 속도와 관계인 것이다. 우주선이 우주를 향하여 날아갈 때에 우주선의 가속도는 중력을 뚫고 올라가 가기 때문에 우주선에 있어서 중력과 가속도는 같은 것이다.
그렇다고 해서 우주선이 가속도로 우주를 향하여 날아간다고 하여서 빛이 우주선 안에서 중력에 의하여 휘어진다고 할 수 없는 것이다. 중력과 가속도는 중력을 뚫는 가속도의 힘, 에너지에 있는 것이며 그와 같은 중력과 가속도의 힘을 수학적으로 같은 값인 것을 계산하는 것이다. 그렇기 때문에 중력과 가속도의 힘이 같은 것이지만 중력과 가속도가 실제성으로 같은 것이 아닌 것이다.
필자는 우주선에서 빛이 휘어지는 실험에 대하여 다음과 같이 언급하는 것이다. 첫째, 그와같은 우주선이 우주를 향하여 날아갈 때에 매우 빠른 속도로 날아가는 것이다. 그렇기 때문에 빛이 우주선 안에 들어올 때에 직선 운동을 하면서 들어 오지만 우주선의 빠른 속도에 의하여 빛이 휘어지는 것과 같이 보이는 것이다. 둘째, 우주 밖으로 나갈 때까지는 우주선 안에서도 지구의 중력을 받기 때문에 우주선 뒤쪽으로<지구쪽으로>빛이 휘는 것이다.
셋째, 우주선 안에서 어떤 실험을 하여도 우주선 뒤쪽으로 힘을 받는 것이다. 그렇기 때문에 우주선 안에서 실험을 하는 물체들이 뒤쪽으로 힘을 받는 것은 물체들이 우주선 안에서 지구의 중력을 받기 때문인 것이다. 아인슈타인의 중력에 의하면 중력은 공간이 휘어졌기 때문에 휘어진 공간의 효과로 물체가 휘어진 공간을 따라 운동하는 것이다.
그렇다면 우주선 안에서도 지구에 의한 우주선 안의 공간이 휘어져서 우주선 뒤쪽으로 힘을 받는다는 것인가? 그와 같은 것은 휘어진 공간의 중력 때문이 아닌 것이며 위로 올라가는 우주선의 가속도에 의하여 뒤로 밀리는 물체들의 작용과 반작용의 법칙-여기에서는 정지하고 있는 물체는 계속 정지하려는 속성이 있는 것이다.
그런데 우주선이 앞으로 나가기 때문에 우주선 안에 있는 정지하고 있는 물체는 우주선이 앞으로 나가려는 운동의 반작용으로 뒤로 밀리는 것이다. 그와 같은 작용과 반작용은 우주선 안에 있는 물체가 바닥 등에 닿아 있을 때에 발생하는 것이다-과 지구의 중력에 의한 것이다.
그렇기 때문에 우주선 안에서 빛이 휘어진다는 것은 휘어진 공간의 중력이나 가속도와는 거의 관계성이 없는 것이며 우주선의 빠른 속도 때문에 직선 운동을 하는 빛이 우주선 안에서 뒤쪽으로 휘어지는 것과 같이 보이는 것이다. -빛은 우주선 안에서도 우주선 밖에서와 같이 직선 운동을 하는 것이다. 그런데 우주선 안에서는 우주선의 속도 때문에 빛이 휘어지는 것과 같이 보이는 것이다.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
빛이 휘기 위해서는 얼마나 큰 질량이 필요한지는 빛의 파장과 질량의 크기에 따라 달라집니다. 파장이 짧은 빛은 파장이 긴 빛보다 더 큰 질량에 의해 휘어집니다. 또한, 질량이 클수록 빛을 더 많이 휘게 할 수 있습니다. 일반적으로 지구 정도의 질량은 가시광선을 휘게 하기에는 충분하지 않습니다. 최소 태양이상의 큰 질량을 가진 물체가 빛을 휘개할수 있을거라 생각듭니다