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광속불변의 원리와 상대성 원리의 충돌 ... 무엇이 문제였나? 우주관 오디세이-광속불변의 원리와 상대성 원리의 충돌 ‘빛의 속도가 관찰자의 상태에 관계없이 일정하다’는 것이 왜 19세기 말 물리학자들에게 당혹스러운 일이었을까요? 그것은 뉴턴역학의 토대인 ‘상대성 원리(principle of relativity)’를 위배한 것처럼 보였기 때문입니다. 만약 빛의 속도가 상대성 원리를 만족하지 않으면 전자기학과 뉴턴역학 둘 중 하나는 틀린 셈이니까요. 빛은 베른의 시계탑 앞에서 전차를 기다리는 아인슈타인에게나 빛을 쫓아가는 슈퍼맨에게나 꼭 같이 초속 30만km의 속도로 날아갑니다. 정지한 아인슈타인의 좌표계에서나 이에 대해 등속 운동하는 슈퍼맨의 좌표계에서나 빛의 속도는 ‘일정한’ 것입니다. 다시 말하면 상대..

'빛의 속도는 일정하다'가 왜 그토록 심각한 문제였을까?' 우주관 오디세이-슈퍼맨과 빛의 달리기 경주 장(field)이라는 새로운 물리적 개념에 기반한 맥스웰의 전자기장 이론은 뉴턴역학과 충돌을 빚었습니다. 다시 말하면 기존의 뉴턴역학으로 맥스웰의 전자기학을 설명할 수 없었던 것입니다. 뉴턴역학을 우주의 보편적인 진리로 받아들였던 당시 물리학자들로서는 곤혹스럽기 그지없는 일이었습니다. 뉴턴역학에 익숙한 물리학자들을 곤경에 빠뜨린 핵심은 전자기파(빛)의 속도였습니다. 빛의 속도 문제는 구체적으로 말하면 ‘빛의 속도는 일정하다’를 말합니다. ‘일정하다’는 것은 누가 보더라도, 어떤 기준계에서 보더라도 그렇다는 뜻입니다. ‘진공 중에서의 빛의 속도 c는 일정하다.’ 이것은 오늘날 초등학교 학생들도 알고 있는 ..