레이저는 빛을 내보낸다.
레이저 장치가 회전해도
레이저 장치에서 나오는 빛은 회전하지 않는다.
그 때그 때 매 순간 나오는 빛이 각각 다른 빛이다.
그래서 스크린이 레이저를 중심으로 하여 반경 300만km로 원형으로 처져 있다고 할 때
레이저가 1초에 180도 회전한다고 하자.
레이저의 빛은 스크린에 도달하는데 10초가 걸린다.
처음 스크린에 도달한 빛의 스크린에서의 좌표가 (x1,y1,z1)라고 하자.
z는 레이저로부터의 거리라고 하고, x는 레이저에서의 관찰자가 본 x축 좌표,
y는 레이저에서 관찰자가 본 y축 좌표이다.
1초 후의 빛의 좌표는 (x2,y2,z2)라고 하자.
레이저에서 관찰자 A가 고정된 방향으로 90도 각도로 바라본다고 하자.
레이저는 0도에서 180도로 1초만에 회전한다.
레이저의 고도는 고정되어 있고 수평으로 회전한다고 할 때,
y값과 z값은 일정하다.
레이저에서 빛을 쏜다.
빛은 10초 후에 스크린에 도달한다.
빛의 상은 0도 위치에서 1초만에 180도 위치로 이동한다.
그러니까 11초 후에는 180도 위치에 빛이 도달한다.
관찰자가 보기에는 그 빛이 다시 반사되어 관찰자에게 되돌아와야 하므로 20초후에 빛이 0도 위치에 도달하는 것으로 보이고
21초 후에 180도 위치에 빛이 도달하는 것으로 보일 것이다.
관찰자에게 시간의 차이는 1초이고 좌표는 x 좌표가 0도 방향에서 180도 방향으로 바뀌어 있다.
거리 z는 모두 300만km이지만 스크린의 x좌표는 원의 둘레의 반이 되는 300만파이km로 변한다.
처음 0도 방향의 빛이 180도 방향으로 운동한다면
관찰자가 관찰하는 스크린에서 빛이 운동한 속력은 300만파이km/s이고
관찰자가 관찰하는 스크린에서 빛이 운동한 속도는 변위를 따지므로 600만km/s이다.
이 때 스크린의 0도 위치에 있던 빛이 180도 위치로 이동하는 것이 아니라
레이저에서 쏜 빛이 0도 위치의 빛과 180도 위치의 빛이 각각 다른 빛이라는 것을 주의해야 한다.
레이저에서 나온 두 빛이 1초 전후의 빛이다.
따라서 위에 계산한 빛의 속도 600만km/s는 처음 0도 위치에 도달한 그 빛이 이동하는 속도가 아닌 것이다.
처음 스크린의 0도 방향에 도달한 빛은 레이저의 관찰자가 시선 방향을 바꾸면서 이미 스크린에 흡수되거나 반사되어 사라지고 없다.
약 1억 5천만 km 떨어진
태양에서 지구까지 도달하는데 시간이 약 500초가 걸리지만
태양이 계속 자신의 위치에서 빛을 보내오고 있으므로
도리도리한다고 태양빛의 정보가 단절되지는 않는다.
이미 위에서 말한 것처럼 도리도리할 때
태양의 속도가 광속의 1000배라고 해서 정보가 전달되지 않을 것이라고 생각할 필요가 없다.
1초 전의 태양의 빛과 1초 후의 태양의 빛은 다른 빛이다.
관찰자의 좌표계에서 태양의 위치가 변하는 것이지
태양에서 관찰자에게 도달하는 처음의 빛이 1초만에 3억km를 이동하는 것이 아니다.
태양의 위치가 광속의 1000배의 속도로 변한다고 할 때
이 위치는 도리도리하는 관찰자의 좌표계에서의 위치이지 절대좌표계상의 위치가 아니다.
또 도리도리하는 관찰자가 아닌 제 3의 관찰자의 좌표계에서의 위치도 아니다.
이제 정리
레이저에서 발사한 빛이 스크린에 투영되었을 때의
0도 위치의 빛의 상은
180도 위치에서의 빛의 상과 다른 빛에 의해 만들어진 상이므로 둘은 다른 것이다.
도리도리하는 관찰자가 보는 태양의 빛은 1초 전후의 빛이 다르지만 그 빛을 발사하는 태양은 동일한 태양이므로
태양은 위치 이동한 것이 된다. 물론 도리도리하는 관찰자의 좌표계에서의 위치 이동이다.
태양에서 발사한 1초 전후의 두 빛은 각각 도리도리하는 관찰자의 좌표계에서 태양의 위치를 알려주는 정보전달자 역할을 한다.
레이저의 경우 스크린에 비친 빛은 1초 전후가 다른 빛이다.
하지만 1초 전후의 다른 빛을 발사한 레이저는 동일하다.
관찰자의 망막에 비친 태양빛은 1초 전후가 다른 태양빛이다.
하지만 1초 전후의 태양빛을 발사한 태양은 동일한 태양이다.
이 때 동일하다는 말은 정체성이 동일하다는 말이지 물리 화학적으로 동일하다는 말은 아니다.
관찰자의 좌표계가 이동함으로써 발생하는 상대운동은 대상물체가 직접 운동해서 생기는 운동이 아니다.
대상물체가 광속의 1000배로 상대운동한다고 해서 대상물체의 정보가 단절되거나 소실되지 않는다.
상대운동의 원인이 직선운동이든 회전운동이든 정보가 소실되거나 단절되지 않는다.
빛의 속도가 c를 초과한다고 빛의 정보가 단절되거나 소실되지 않는다.
그짤 생각나네.... 행성에서 무한의 막대기를 휘두르는 짤... 근데 시간이란게 애매하네... 1초도 솔직히 너무 길다...... ㅎㅎㅎ
무한의 막대기는 단일체이기 때문에 레이저에서 쏘는 빛의 경우와 다르다.
레이저에서 쏘는 빛은 호스로 물을 뿌리는 것과 유사하다.
글쎄... 하여간 열심히 생각하삼.. ^^ 굿 럭..