빛 속도의 발견.

오늘은 빛 속도와 관련한 흥미로운 과학 이야기를 해볼까 합니다.
흔히 빛의 속도를 광속이라 부르는데, 광속은 참 손에 잡히지 않는 개념 중 하나입니다.

상상하기에는 너무 빨라 인간의 상상력 밖에 있는 것 같고,
그렇다고 그 존재를 부정하기에는 이미 밝혀진 것들이 너무 많지요.

이런 빛 속도의 경우 불과 17세기 까지만 하더라도,
많은 사람들이 빛의 속도는 무한대로 확산된다고 믿었으며,
상상을 초월하는 빛의 속도를 여과 없이 받아 들였습니다.

그러나 이런 사람들의 믿음에 의심을 던진이가 있었으니,
그는 바로 갈릴레오.

갈릴레오는 빛의 속도가 무한하지 않다는 것을 의심했고,
빛의 속도를 증명하기 위해 계속적으로 노력하였지요.

갈릴레오가 빛의 속도를 측정하고자 노력했던 실험 방법은 이랬습니다.
먼저 어두운 밤 조수 한 명은 반대편 산 봉우리에 서게하고,
자신도 조수의 반대편이 되는 산봉우리에 올라섰습니다.
그들의 손에는 빛이 있었고, 그 빛을 등으로 막고 있었지요.

실험 방법은 먼저 갈릴레오가 빛을 갈려던 걸 잠깐 열어 빛을 살짝 새어나오게 하고,
그 빛을 본 조수가 자신의 가림막을 열어 빛을 새어 나오게 하는 방법이였습니다.

갈릴레오는 이와 같은 실험을 점점 먼 산봉우리로 옮기면서 계속했는데,
빛은 이 산봉우리에서 저 산봉우리로 가는데 불과 몇백만분의 1초면
충분했기 때문에 결과적으로 갈릴레오가 알 수 있었던 것은 조수의 반응속도 뿐이였지요.
그럼 갈릴레오도 알지 못했던 빛의 속도를 연구해서 눈에 보이는 성과를 얻은
천문학자는 누구였을까요..?

그는 덴마크 출신으로 뢰머(1644~1710)라는 천문학자였습니다.
그는 인류 최초로 광속을 측정할 수 있었는데 그는 당시 천체 망원경을
동원하여 목성의 4개 위성을 관찰하고 있었습니다.

그는 먼저 위성 Io가 목성 한 바퀴를 공전하는 시간인 42.5시간이라는
결과 값을 얻었고, 등속운동을 한다고 보았음으로 어디서 위성이 발견될지
미리 계산할 수 있었지요.

그러나 그의 예상 시간과 위성이 발견 시간은 계속 오차가 생겼는데,
이는 이를 감지하고 반 년 후에는 1,000초라는 오차 시간을 측정했지요.
그 후 오차시간은 점차 줄어들었고 1년 이후에는 다시 Io가 정상적인 움직임을 가져가면서,
목성과 지구의 거리가 변화하기 때문임을 알 수 있었고,
빛이 지구까지 올 때 걸리는 시간이 일정하다는 것을 알았지요.

이 덕분에 빛의 속도는 무한히 올라가는 것이 아니라,
빛이 일정 속도를 가졌다는 것을 밝혀낼 수 있었습니다.
현재 알려진 빛의 속도는 약 초속 30만km로 알려져있지요.