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빛의 속도로 가라

by 정보야1 2024. 5. 9.

 

지금 보이는 태양

 

우주에서 속도가 가장 빠른 빛은 진공 상태에서 1초만에 300,000킬로미터를 갈수있다. 1총 동안 일곱 부퀴 넘게 지구를 돌 수 있다. 우리가 사는 지구에서 저 멀리 달을 향하여 레이져를 발사하게 되면 1.3초 만에 달에 도착한다. 태양에서 출발한 빛은 까마득한 먼 거리를 8분 만에 지구에 도달한다. 이말은 우리가 지금 눈으로 보고 있는 태양은 현재의 태양이 아니고 8분 전의 태양의 모습니다. 이런 사실을 이해하면 우리가 자라면서 수없이 봐왔던 수많은 별들이 모두 아주 먼 과거의 모습이란걸 알게된다.  수십, 수백, 수천년 전에 여러 별들에서 시작돤 빛들이 지금에서야 우리에게 보여지게 된 것이다. 천체 망원경을 통하며 저 멀리 빛나는 별들을 볼수 있다면 우리는 우주의 과거를 알아볼수 있는 아조 좋은 기회를 얻을수 있다.

 

빛보다 빠르게

 

2011년 빛보다 더 빠른 입자가 존재할 수 있다는 사실이 알려지면서 과학계는 놀라게 되었다. 유럽 물리 연구소에서 연구하던 이탈리아의 과학자들이 중성미자가 빛보다 더 빠르다고 발표하였다. 이런 발표는 아인슈타인의 이론에 벗아나는 연구결과였다. 그러나 그 다음해 이리아 과학자들은 실험 과정에서 실수가 있었다며 발표하였다. 이 사건이 장치의 오류로 알려지면서 아인슈타인의 이론을 틀리지 않았다고 다시 한번 입증되었다. 대부분의 물리학자들은 이 사실에 동의하였다.

 

우리가 누리는 혜택들

 

요즘 시대에는 빛과 그에 관련된 기술들이 여기저기서 많이 발전하고 있다. 시대가 발전 하면서 빛은 왜 점점 더 중요하게 여겨지는걸까? 그 이유는 여러가지가 있다. 우린 인간은 이제 빛이 없으며 밤에는 움직일 수도 없으며, 이동도 할수없다. 밥도 먹을수 없으며, 스포츠 관람도 할수없다. 인간이 활동할 수 있는 시간을 빛이 두배 이상으로 늘여주었다. 전 세계를 연결하는 통신수단도 광통신 등 여러 빛과 관련된 기술로 발전하면서 우리는 그 문명을 누리면 살고있다. 우리가 사물을 볼수 있는 빛 역시 가시광선으로서 그 역시 빛이다. 이 가시광선은 우리가 눈으로 볼수 있게 해주는 아주 고마운 빛이다. 오늘날 현대의학에서도 빛을 많이 사용한다. 자외선, 적외선 등 우리 인간의 눈으로는 직접 볼수 없지만 이런 빛들도 우리 인간에게 아주 고마운 존재이다. 뿐만 아니라 초고속 카메라도 빛의 기술을 통하여 인간이 직접 구별할 수 없는 빠른 속도의 움직임도 우리에게 알려준다. 또 우주에서 아주 옛날에 시작된 빛들이 지구에 도착한다. 그 도착한 빛들은 과학자들은 여러 방법으로 분석한다. 분석을 통하여 우리는 우주의 역사와 탄생의 비밀을 알수있고 우주의 경이로움 또한 느낄수 있다.  

 

과연 빛은 보이는게 다일까?

햇빛이 프리즘을 통과해서 여러 가지 빛으로 바뀌는 장면은 모두 알고 있을 것이다. 또 어두운 공간에 아주 좁은 구멍에서 빛이 새어 나올 때 프리즘을 지나면서 여러 가지 색들로 번지게 되는 과정을 알고 있을 것이다. 비 그친 오후에 볼 수 있는 아름다운 무지개도 빛이 여러 각도로 굴절되면서 나타나는 현상이다. 이 세 가지 모든 현상들은 빛이 투명한 유리나 물을 지나면서 발행하는 현상이다. 과거 사람들은 햇빛이 투명한 유리를 통과하면서 빛이 무지개 색깔이 되었을 때 논쟁을 하였다. 원래 햇빛이 여러 가지 색인지? 유리가 색을 변하게 하는지에 대하여 많은 논쟁을 하였다. 그 후 뉴턴의 실험에 의해 그 논쟁은 정리가 되었다. 우리가 알고 있는 눈에 보이지 않는 적외선이 있다. 이 적외선은 월리엄 허셜이 발견하였다. 눈에는 보이지 않는 또 다른 자외선도 있다. 이 자외선은 인간의 피부를 태우기도 하고 여러 화학 작용을 일으킨다. 

현대 사회로 오면서 우리가 눈으로 볼수 있는 가시광선은 파동현상의 일부분으로 밝혀졌다. 현대의 과학자들은 분광기를 이용하여 전자기파를 연구하며 조사한다. 이 연구를 통하여 과학자들은 더 중요한 사실들을 알게 되었다. 전자기파를 조사하면 감마선, 엑스선과 같은 여러 가지 빛들이 강한 에너지를 분출하고 있다. 그 옆에는 적외선 등이 존재하고 있다. 이 빛들은 수십만 킬로미터의 속도로 날아간다. 사람의 눈으로는 알 수 없다. 우리가 라디오 주파수를 이야기할 때 헤르츠를 이야기한다. 여기서 헤르츠는 독일의 과하자 이름이다. 헤르츠는 전자기파의 일종이다. 우리 인간은 수많은 빛 중에서 왜 가시광선만 구분할 수 있을까? 그 이유는 우리 인간의 진화와 관련이 있을 수 있다. 태양에서 방출되는 빛 중에서 가시광선이 다른 적외선, 자외선 등 보다 가장 세기가 높다. 가장 보기 쉬운 빛들만 볼 수 있게 진화된 결과일 수도 있다.

현재의 인류는 여러 과학기술을 발달로 인하여 우리가 직접 구분할 수 없는 빛들도 보게 되었다. 이런 자외선, 적외선 등을 이용하여 우리의 인간의 삶도 여러 방면에서 풍요롭게 되었다. 또한 우주에 보내지고 있는 빛들을 분석하고 연구하고 있다.

전등에서 불이 자동으로 켜지는 경우, 사람이 가까이 다가가면 열리는 자동문도 빛을 이용한 편리함이다. 이런 기술들은 눈에 보이지 적외선을 이용한 기술들이다. 이 적외선은 물체의 온도 변화를 이용한다. 여러 물체들이 일정한 온도를 가지고 있는데 그 온도의 변화를 감지하여 작용한다. 가정에서 흔히 볼수 있는 백열등은 눈에 보기에서 밝은 빛을 내고있다. 하지만 백열등의 스펙트럼을 보면 적외선도 아주 많이 방출되고 있는것을 알수있다. 이 적외선 때문에 백열등 가까이 다가가면 우리는 따뜻함을 느끼게 되는 것이다. 우리 인간의 몸에도 아주 작은 적외선이 방출되고 있다. 이 적외선 때문에 자동문 등리 자동으로 작동하게 되는 것이다. 인간이 자동문 가까이 다가가면 자동문의 센서가 적외선 양의 변화를 감지하여 자동으로 문을 열어주게 되는 것이다. 손을 가까이 하면 자동으로 물이 나오는 수도꼭지도 마찬가지 경우이다.