빛의 빠르기(광속)는 도대체 몇 킬로?

하천 부지를 걷고 있는데 석양이 너무 아름다워서, 잠시 벤치에 앉아 멍하니 하늘을 바라보고 있었다. 그 날은 아침부터 정신없이 바빴지만, 하늘을 오렌지색으로 물들이고 지는 드라마틱한 석양을 보고 있으니, 한 숨 돌리며 에너지 충전을 할 수 있었다. (하늘을 올려다보는 여유만큼 항상 가지고 싶네요)

음, 오늘의 질문은 빛에 대한 것이다. (석양도 빛이죠!) 주변에 당연하게 있는 빛이지만, 생각해보니 모르는 것이 많다는 것을 깨달았다. 이번에는 빛의 속도(광속)에 대해 알아보려고 한다.

많은 사람들이 알겠지만, 우리는 빛이 자연에서 가장 빠르다는 것을 발견했다. 그 속도는 초속 약 30만km! 조금 대단한 숫자라서 좀처럼 상상하기 어렵지. 이 속도는 초당 지구를 7바퀴 반 도는 속도이다. 하지만 언제 누가 이 빛의 속도를 조사했을까?

그 역사를 살펴보면, 빛의 빠르기를 가장 먼저 조사한 것은 덴마크의 천문학자인 뢰머(1644~1710년)라는 사람이라는 것을 알 수 있었다. 뢰머는 1675년 목성의 위성인 이오(지구라면 달)의 일식을 관측 중에 이오가 목성에 숨는 주기가 계산보다 약간 늦어지는 것으로부터 빛이 목성에서 지구에 닿는 데도 시간이 걸린다, 즉 빛에는 속도가 있다는 것을 발견. 그 '차이'에서 빛의 속도를 계산해 '초속 21.1만km'로 도출했다.

그 후 직접 빛의 빠르기를 측정한 것은 프랑스의 물리학자인 피조(1819~1896년). 1849년에, 그는 광원에서 나온 빛을 거울로 비스듬히 반사하여 회전하는 톱니바퀴를 이용한 실험 장치를 만든다. 톱니바퀴가 천천히 돌 때는 톱니바퀴와 톱니바퀴 사이로 빛이 지나가지만, 고속으로 회전할 때는 원반처럼 보이기 때문에 빛이 차단된다. 빛의 속도는 반사광이 가장 잘 보이지 않는 순간의 톱니바퀴 회전수에서 나왔다. (세계 최초입니다!) 이 실험에서는 '빛의 초속은 31만 1400km'로 계산되었다고 한다.

이후 많은 과학자들이 도전했지만 빛의 속도를 측정하는 실험에 성공한 것은 미국의 물리학자 마이클슨(1852-1931년)이다. Michaelson은 1926년에 다면체 거울을 사용하여 빛의 간섭을 이용하여 속도를 측정하고 약 30만km/s로 계산했다. (해냈다!!)

빛의 속도는 17세기부터 많은 과학자들에 의해 연구되어 왔다. 컴퓨터도 없는 시대에 지혜와 궁리로 계산했기 때문에 그 열정에는 머리가 곤두선다. 정말 대단하다.