빛의 속도를 측정했던 과거 기발한 실험들!!!

빛의 속도야 지금은 모두
 
초당 30만 킬로미터인 것을 알 정도로 상식이 되어버렸 습니다만,

눈에서 시각레이저가 나가 물건을 보는줄로만 알았던

빛에대한 개념이 없던 시절

그리고 빛에 속도가 있었는지조차 몰랐던 과거엔

어떻게 측정을 했는지 문득 궁금해져서 몇가지 찾아보다

재미있다고 생각되는 실험을 추려 소개해 드리려고 합니다.

그럼 어떻게 측정했는지 알아봅시다.

빛에 속도가 있을까? : 갈릴레이의 빛 실험

그당시 유명했던 과학저널인(것같은;;) '새로운 두 과학'에서

갈릴레이는 한가지 제안을 합니다.

무슨 제안이냐하면,

빛은 유한한 속도를 가지는가 아니면 

어디든지 한번에 닿는 순간적인 속도를가지는 것인가 하는겁니다.

그가 제안한 방법은 이렇습니다.

언덕 꼭대기에서 한 사람이 건너편 언덕에다 빛을보내 신호를 보내면

그 빛을본 건너편사람은 빛을봤다는 신호로 빛을 비추는 것입니다.

이당시는 추측하건데 아마 거울을 이용해

태양빛을 서로에게 비추는 방법을 사용하지 않았을까 싶습니다.
(호롱불을 이용했다는 이야기도 있습니다)

이 때, 두 사람 사이에 시간차가 느껴지지 않는다면

빛은 아주빠르거나 무한대의속도를 가지거나 둘중 하나일 것이다 라는 겁니다.

우리야 벌써 답을 알고 있겠지만,

당연히 차이가 느껴지지 않을만큼 아주 빨랐을 것이고 

추측하건데,

빛의 속도는 정말 어디든 닿을 수 있는 순간적인 속도를 가지는 것인가

하는 의문이 더욱 커졌을 겁니다. 

2. 태양계의 크기로 빛의 속도를 측정해본다 : 올레 뢰머의 실험

올레뢰머는 다음과같은 사실에 주목했습니다.

일년중 어느 특정한 날이되면

목성과 가장 가까운 위성인 이오의 움직임이 느려진다는 사실입니다.

대단한 관찰력이라 할 수 있죠.

이때 올레뢰머는 다음과같은 추측을 합니다.

이 특정한날은 지구와 목성의 위성인 이오간의 거리가 멀어지면서

이오에서부터 오는 빛이 지구로 오는데 시간이 더 많이 걸리기 때문일 것이다.

계산 방법이나 원론적인 내용은 빼겠습니다 ^^;

그당시 행성간의 거리를 기준으로 속도를 계산하자

빛의 속도는 초속 22만 킬로미터 라는 결론을 얻게됩니다.

이것은 그당시 빛은 무한히 빠르게 진행한다고 주장했던

지금도 여전히 유명인사인, 케플러나 데카르트의 발언에

정면으로 충돌하는 아주 대담한 발언이었다 합니다.

3. 갈릴레이의 실험을 개조했다 : 아르망 히폴리트 루이 피조

제가 이해한건 이겁니다만, 맞는진 확신하진 못하겠네요 ^^;

아시는분들중에 틀렸다면 지적해주세요.

프랑스의 물리학자 히폴리트.

그는 갈릴레이의 실험을 약간 변형하여

직접적인 실험방법으로 빛의속도를 측정했습니다.

그는 파리 서쪽 외각에 있는 자신의 집에서 보낸 빛이

몽마르트르 정상에 설치된 거울에 반사되어 되돌아오게 합니다.

근데 그냥 되돌아 오게 하는것이 아니라

그 빛은 무지하게 빠르게 회전하는 톱니의 회전을 뚫고 와야 합니다.

위의 그림은 1인칭 시점이며 노란색은 되돌아 오는 빛입니다.

톱니의 갯수는 정확히 720개

빛이 돌아올 때, 빠르게 회전하는 톱니들의 사이를 통과해서 오면

톱니의 속도를 계산하여 빛의 속도를 간접적으로 알아본다 합니다.

개념은 이거입니다만,

톱니가 적정치보다 빠르거나, 적정치보다 느릴경우

빛이 눈에 들어오지않았다니 정확한 구조는 어떻게 생겼을지 감이 잘 안오네요 '_';

이때 당시 측정한 빛의 속도는 31만 킬로미터정도.

이후 좀더 정교하게 만들어 얻어낸 속도는 29.7700으로

우리가 아는 빛의 속도와 매우 유사함을 알 수 있습니다.

 

이후...

이후엔 빛이 파동이나 아니면 입자냐 논란도 많았고

진동을 이용하기도하고

뭔 망원경에 프리즘을 장착하고

공기중에 에티르가 존재하니 어쩌니

하면서 이후에 여러 실험들이 있었습니다.

그들의 실험들은 하나같이 기발하고 재밌습니다.

진리는 이런맛에 탐구하는 것인가 생각이 들더랍니다.

아쉽지만 여기까지는 맛보기구요 ^^;

더 자세한 내용은 가까운 도서관의 서적을 통하시면

보다 자세한 내용 얻으실 수 있겠습니다.

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