본문 바로가기 메뉴바로가기
통합검색

통합검색

모달창 닫기

빛의 속도는 왜 변하지 않나. 블랙사진은 왜 1차원인가. 추가 질문 2020-02-01
  • 분야
    천체물리/우주론
  • 조회수
    2130
질문
빛의 속도는 왜변하지 않느냐는 질문에..
그냥 천재가 정해서 그런거다라고 답변 하셨는데요.
그리고 블랙홀은 빛을 빨아 들이는 것이 아니라 시공간을 빨아 들인다고 하쎴습니다.
그렇다면 . 중력이란 것은 시간과 공간을 빨아 들이니.. 빛도 빨아 들인다고 봐도 된다고 생각 되는데요.
시간과 공간 안에는 빛이 포함 되어 있으니까요 . 시간과 공간없이 빛은 존재 할수 없으니까요..
그렇다면 관찰자 시점에서.. 중력이란 시간과 공간을 빨아 들이니 빛도 빨아 들이는게 맞습니다.
그렇다면 빛도 빨려 들어가게 되니.. 엄청난 중력 안에서는 시간과 공간이 느려지는것처럼.. 빛또한 느려지는게 맞는것이 아닌가요.
먼 우주의 별빛이 다른 행성의 간섭으로 인해 반짝이는 것으로 알고 있는데..
이는 별빛이 흐려졌다라기보다는 빛의 파장이 변화 됐다고 봐야 하는것이 아닐런지요.. 파장이 변한다는 건 속도가 변한다는 뜻 이니
빛의 속도도 변했다고 봐야 되는것 아닌지요.
그리고 블랙홀 사진이 왜 1차원이냐는 질문에는
블랙홀 주변에 열이 발생한 빛을 보는 것이다라고 하였는데요.
그렇다고 하더라도.. 제말은 왜 사진에는 구체가 아닌 도넛 모양 인가 하는 것입니다.
도넛모양을 띈다는 것은 배수구에 물이 빨려들어가는 모양일때 생기는 모습과 같다고 생각 됍니다.
이것은 우주는 무한한것이 아니라. 유한 한것일때 보이는 현상이 아닌가 생각 합니다.
우주가 무한 하고 블랙홀은 무한한 우주 한복판에 형성이 된다면 . 구체 모양으로 마찰열을 확인 할수 있어야 된다고 생각 되는데요.
그런데 도넛 모양은 외벽에 구멍이 나서 다른 공간으로 빨려 들어가는것처럼 생겨서 하는 이야기 입니다..
왜 블랙홀 사진은 구체가 아닌 도넛모양 일까요..
우주는 무한 하지 않은 유한한 공간이 아닐가요.
중력으로 인해 시간과 공간이 빨려 들어 간다면 빛의 속도 또한 일정하지 않다고 봐야 하지 않을가요..
빛과 같은 시간과 공간에 있다고 하더라도 .. 다른 시간과 공간의 빛을 본다면 다른 시간과 공간에 있는 빛의 속도도 변하니까요..





답변
안녕하십니까, 한국천문연구원입니다.

(질문1) 빛의 속도는 왜변하지 않느냐는 질문에..
그냥 천재가 정해서 그런거다라고 답변 하셨는데요.
(답변1) 빛의 속도는 사람들이 정한 것이 아니고, "자연이 그렇게 되어있는 것"입니다. 즉, 빛의 속도는 상수입니다.
여러 가지 실험 및 관측으로 정한 빛의 속도는, 이론적으로도 수소점 몇 째 자리까지 계산됩니다. 그 방법은 "양자장론"이라는 물리 이론에서 계산합니다.

(질문2) 그리고 블랙홀은 빛을 빨아 들이는 것이 아니라 시공간을 빨아 들인다고 하쎴습니다.
그렇다면 . 중력이란 것은 시간과 공간을 빨아 들이니.. 빛도 빨아 들인다고 봐도 된다고 생각 되는데요.
시간과 공간 안에는 빛이 포함 되어 있으니까요 . 시간과 공간없이 빛은 존재 할수 없으니까요..
(답변2) 빛도 "물질"이며, "시공간"에는 이러한 모든 것들이 포함됩니다. 블랙홀은 "모든" 것을 빨아드립니다.

(질문3) 그렇다면 관찰자 시점에서.. 중력이란 시간과 공간을 빨아 들이니 빛도 빨아 들이는게 맞습니다.
그렇다면 빛도 빨려 들어가게 되니.. 엄청난 중력 안에서는 시간과 공간이 느려지는것처럼.. 빛또한 느려지는게 맞는것이 아닌가요.
(답변3) 중력이란 "공간이 휠 때", 즉, "곡률이 생길 때" 그 효과로 발생합니다. 우리 지구도 둥급니다.
시간, 길이 모두 "상대적"인 것이며, 거기에는 중력 또는 시공간의 곡률(또는 "척도"-metric)이 관여합니다.
"척도"가 달라지면, 그 기준이 달라지는 것으로서, 그 "각각에서의" 빛 속도는 항상 상수(같은 값)입니다.

(질문4) 먼 우주의 별빛이 다른 행성의 간섭으로 인해 반짝이는 것으로 알고 있는데..
이는 별빛이 흐려졌다라기보다는 빛의 파장이 변화 됐다고 봐야 하는것이 아닐런지요.. 파장이 변한다는 건 속도가 변한다는 뜻 이니 빛의 속도도 변했다고 봐야 되는것 아닌지요.
(답변4) 별빛이 반짝이는 이유는 별 빛들이 우주공간의 물질들에 부딪히기 때문이며, 이것을 "산란"이라고 합니다.
빛의 속도가 변하는 것이 아니고, 파장 또는 주파수(진동수)는 각각 빛 또는 전자기파가 우리시선방향으로 전파되면서 올 때 나타나는 양상입니다.

(질문5) 그리고 블랙홀 사진이 왜 1차원이냐는 질문에는
블랙홀 주변에 열이 발생한 빛을 보는 것이다라고 하였는데요.
(답변5) 블개홀 사진은 1차원이 아닙니다.

(질문6) 그렇다고 하더라도.. 제말은 왜 사진에는 구체가 아닌 도넛 모양 인가 하는 것입니다.
도넛모양을 띈다는 것은 배수구에 물이 빨려들어가는 모양일때 생기는 모습과 같다고 생각 됍니다.
(답변6) 잘못된 개념입니다.

(질문7) 이것은 우주는 무한한것이 아니라. 유한 한것일때 보이는 현상이 아닌가 생각 합니다.
우주가 무한 하고 블랙홀은 무한한 우주 한복판에 형성이 된다면 . 구체 모양으로 마찰열을 확인 할수 있어야 된다고 생각 되는데요.
그런데 도넛 모양은 외벽에 구멍이 나서 다른 공간으로 빨려 들어가는것처럼 생겨서 하는 이야기 입니다..
(답변7) 우주가 "무한" 또는, "유한"하다는 것과는 아무런 상관이 없습니다.

(질문8) 왜 블랙홀 사진은 구체가 아닌 도넛모양 일까요..
(답변8) 검게 보이는 중심의 블랙홀과 그 주위를 도는 "원반"을 관측한 것입니다.
중심이 검게 보이는 것은 빛이 블랙홀에 들어가는 순간부터 "안 보이니까" "우리인간이 느낄 수 있는 범위내에서는" 검게 보이는 것입니다.
블랙홀 주위를 회전 물질은 "강착 원반"(accretion disk)입니다.

(질문9) 우주는 무한 하지 않은 유한한 공간이 아닐가요.
(답변9) 우주가 무한한지 유한한지는 여전히 100% 신뢰할 만한 "증거"가 없습니다.
여러가지 이론들이 여전히 존재합니다만, 이 것은 "상상"으로 생각할 수 있는 것이 아니라 엄밀한 수학적 체계위에서 생각해야 합니다.

(질문10) 중력으로 인해 시간과 공간이 빨려 들어 간다면 빛의 속도 또한 일정하지 않다고 봐야 하지 않을가요..
빛과 같은 시간과 공간에 있다고 하더라도 .. 다른 시간과 공간의 빛을 본다면 다른 시간과 공간에 있는 빛의 속도도 변하니까요..
(답변10) 이미 위에서 설명 드린바 있습니다.

감사합니다.