물리를 깬 사실
진공에서 빛 속도가 대략 초당 30 만 km. SI 단위로 정확히 299,792,458 m/s. 그게 속도 자체 — 크지만 한정. 세상을 깬 부분이 숫자가 아니라 — 숫자가 가진 속성 — 모두가 자기 움직임에 상관없이 같은 속도로 측정해.
가만히 서서 빛 빔을 시계해 — 30 만 km/s. 빔 옆에서 10 만 km/s 로 달리며 다시 시계해 — 여전히 30 만, 20 만이 아니야. source 에서 10 만 km/s 로 멀어지며 빔이 따라잡는 걸 시계해 — 여전히 30 만, 40 만이 아니야. 빛 속도가 자기 움직임에 더하거나 빼지지 않아. 다른 모든 속도는 그래. 빛만 안 그렇고.
왜 이게 잠깐 신경 쓰여야 해
머물러봐. 빛 빔이랑 같은 점에서 출발해서 같은 방향으로 빠르게 달리면, 빔이 얼마나 빨리 달리든 30 만 km/s 로 떠나가. 빛 속도 99% 로 달려도 빔이 떠나가는 걸 여전히 풀 30 만 km/s 로 측정해. 누구한테든 빛이 정지한 사람한테보다 더 느린 "frame" 이 없어.
다른 어떤 것도 그렇게 작동하지 않아. 차의 속도가 도로에 서 있는지 옆에서 운전하는지에 의존. 소리 속도가 공기 움직임에 의존. 근데 빛은 자기 절대야. 아인슈타인이 이 실험적 사실을 받고 따랐어. 모든 특수 상대성이 거기서 떨어져.
의미하는 것, 조각으로
- 시간이 늘어나. 빛 속도가 일정하고 거리와 시간이 속도를 통해 연결되면 (속도 = 거리 / 시간), 빠르게 움직이는 사람한테 시간 자체가 느려져 빛 속도를 일정하게 유지해. 이게 시간 팽창 — 다음 lesson.
- 길이가 줄어들어. 같은 이유. 빠르게 움직이는 사람한테, 움직임 방향의 길이가 줄어 (정지한 관찰자 시점에서), 빛 속도를 일정하게 유지하면서.
- 질량과 에너지가 호환.
E = mc²가 같은 논리에서 나와. 질량이 얼린, 매우 압축된 에너지 형태야. 원자를 쪼개면 그 에너지가 방출되고. - 질량 있는 어떤 것도 빛 속도에 도달하지 못해. 질량 객체를 빠르게 미는 데 c 에 가까워질수록 더 많은 에너지가 필요하고, c 에 무한 에너지가 필요해. 광자 (질량 없음) 는 항상 c 로 운행하고; 다른 모든 건 그 아래로 한정되고.
이게 뭐야, 요약
빛 속도가 "빛의 속성" 이라기보다 — 빛이 분명히 표현하는 우주의 속성 이지. 우주의 update rate, 어떤 인과 신호든 운반할 수 있는 최대 속도. 그 너머에선 정보가 안 움직여; 그래서 거리를 시간으로 측정해 (광년) — c 를 받아들이면 거리 와 시간 이 같은 것의 측면이야.