뢰머가 들려주는 광속 이야기
광속보다 빠른 입자가 존재할까? 왜 우주가 광속을 측정하기에 가장 적합한 장소일까? 빛은 초속 30만 킬로미터이다. 그런데 빛이 우주 한쪽 끝에서 반대쪽 끝까지 횡단하는 데는 얼마나 걸릴까? 300~400억 년이라는 천문학적인 시간이 걸린다. 우주에서 오는 빛은 몇 살일까? 우주에서 온 빛을 통해 알 수 있는 것은 무엇일까? 지구에서는 과거의 별 모습만 볼 수가 있다. 우주에 무수히 떠 있는 별의 현재 상태를 알 길은 없다. 별이 폭발 중인지, 이미 폭발해 버렸는지, 아예 사라져 버렸는지를 알 길이 없다.
아인슈타인은 속도의 한계를 광속으로 정했다. 진공 중에서 광속은 변하지 않는다고 말했다. 이걸 광속 일정의 원리, 광속 불변의 원리라고 한다. 또한 광속에 가까워지면 길이가 줄어든다고 말하는데, 움직이는 쪽으로 길이가 수축한다. 이것을 로렌츠-피츠제럴드 수축현상이라 한다. 그리고 광속에 가까워지면 질량이 무거워진다. 또 광속에 가까워지면 시간이 느리게 간다. 광속보다 빠른 입자가 존재한다면 과거와 미래로 가는 시간여행이 가능할 것이다.
광속의 측정에서부터 신비로운 시간 여행까지 광속에 대한 모든 궁금증을 뢰머와 함께 풀어 본다.
지구에서 태양까지의 거리는 1억 5천만 킬로미터이고, 광속은 1초에 30만 킬로미터다. 시간은 거리 나누기 속도이니까, 1억 5천만 킬로미터 나누기 초속 30만 킬로미터는 500초, 즉 8분 20초가 된다. 따라서 100만 광년 떨어진 별은 100만 년 전의 불빛이다. 아주 옛날의 별을 지금 보고 있는 것이다. 정말 광대한 우주의 신비라 할 수 있다. 이 책은 아이들에게 광속으로 달리는 우주선을 타고 우주여행의 꿈을 실현할 수 있다는 희망을 심어 준다. 과거와 미래로의 여행을 계획할 수 있는 놀라운 방법을 제시해 주고 있다. 뢰머가 측정한 광속은 초속 22만 킬로미터였다. 진공 중에서 초속 30만 킬로미터로 달린다는 것을 최초로 증명한 과학자는 영국의 맥스웰이다. 광속이 빠를수록 거리는 가까워지고, 질량은 무거워지고, 시간은 느리게 간다. 광속보다 빠른 입자를 타키온이라고 부른다. 언제쯤 미래나 과거를 마음대로 왔다 갔다 할 수 있을까?
유아동전집
내 친구 과학공룡
