빛
빛의 속력을 측정하려 한 사람 중에 17세기 갈릴레오 갈릴레이가 있다. 갈릴레이는 약 1km 떨어진 곳에서 서로 등불을 가지고, 상대방의 등불이 보이면 바로 등불을 열게 하는 방법으로, 그 시간차를 통해 광속을 측정하려고 했다. 그러나 이 실험에서는 빛이 왕복하는 데 걸린 시간이 10만분의 1초 정도로 매우 짧아 속력을 제대로 측정할 수 없었다.
진공에서 빛의 속력은 정확하게 299,792,458m/s (초당 약 186,282마일)으로 정의된다. SI 단위로 빛의 속력의 고정 된 값은 이제 빛의 속력의 관점에서 정의된다는 사실에 기인한다. 모든 형태의 진공에서 전자기 방사는 정확히 같은 속력으로 이동한다.
덴마크의 천문학자인 올러 뢰머는 1676년, 목성의 위성인 이오의 관찰을 통해서 빛의 속력을 측정하였다. 뢰머는 목성이 지구에 가장 근접했을 때 예측한 것보다 11분 일찍 이오의 월식이 일어난다는 것을 알았고, 가장 멀리있을 때는 예측보다 11분 늦게 일어난다는 사실을 발견했다. 뢰머는 그 22분이 빛이 지구의 공전궤도의 지름을 지나는 시간이라고 계산하여 빛이 2.12×10^8 m/s라고 추정했다.
프랑스의 물리학자 이폴리트 피조는 1849년 더 정확하게 빛의 속력을 측정하였다. 피조는 빛이 톱니바퀴를 통과한 후 8.9km 떨어진 곳의 거울에 의해 반사가 되어 다시 톱니바퀴로 돌아오는데, 그 각속도를 이용해 빛의 속력을 측정하였다. 피조는 빛의 속력을 3.13×10^8 m/s라고 측정하였다. 1862년 레옹 푸코는 회전하는 거울을 통해 실험을 하여 2.98×10^8 m/s라는 결과를 얻었고, 앨버트 에이브러햄 마이컬슨은 1877년부터 그가 죽은 해인 1931년까지 빛의 속력 측정실험을 했다. 마이컬슨은 푸조의 방법을 개량해 1926년에 2.99796×10^8 m/s라는 결과를 얻었다.
현재 사용하고 있는 빛의 속력은 진공에서 2.99792458×10^8 m/s이다. 실제로 오늘날에는 미터 자체를 1/299 792 458초 동안 빛이 이동한 거리로 정의하고 있다. 이 속력은 1초에 지구를 일곱 바퀴 반을 돌 수 있고 지구에서 달까지 가는 데 1초 정도 걸리는 매우 빠른 속력이다.
통상의 물질을 포함하는 각종 투명 물질에서 빛의 유효 속력은 진공에서보다 작다. 예를 들어 물에서 빛의 속력은 진공의 약 3/4이다.
극단적인 예를 들어서 자연에서 빛 둔화의 문제는 물리학의 두 개의 독립적 인 팀인 하버드 대학과 캠브리지의 과학 연구소, 하버드의 천체 물리학을 위한 스미스소니언과 캠브리지에서 원소 루비듐의 보즈 - 아인슈타인 응축을 통과하여 "완전한 정지"를 가져올 수 있었다
그러나 빛의 “중지”로 설명됐다. 이러한 실험에서 두 번째 레이저 펄스에 자극에 의해 원자의 흥분 상태에 저장되는 빛만을 의미하고 임의만이 나중에 다시 방출 된다.
이 시간동안 빛은 중단했다.
라이트 판타스틱
그 시대를 살펴보면, 세상의 가장 근본적인 것을 찾기 위해 [[광학]]을 따라왔으며 모든 기술적인 것들이 [[원자]]를 하나하나 해체시켰다. 과학사에서는 지금까지의 물리적인 개념을 전부 바꿔놓을 [[과학]]에 대해서 아무도 알아채는 사람이 없었는지 아이러니로 남아있다. 19세기 말 유럽과 세계의 과학자들은 물리가 해야 할 일은 끝났다고 믿었다. 모든 기본적인 문제는 풀렸다고 생각했다. [[전기]]를 다루고 [[빛]]을 알며 [[자석]]을 조절할 수 있었다. 게다가 [[공학]]과 [[열역학]]의 문제까지 조절할 수 있었다. 이제 [[물리학]]에서 새로운 [[법칙]]을 찾아내기 보단 좀 더 자세한 [[관측]]을 하는데 신경 썼다. 그 중 하나가 [[전구]]의 [[생산성]]에 대한 연구이다. [[전구]]의 경제적인 문제를 따질 때 매우 중요한 문제였다. [[전구]]에 공급되는 [[전력]]과 [[빛]]의 세기는 유럽 사회의 경제에서 매우 중요한 분야였다. [[전기]] 조명과 [[전력]]의 문제를 해결한다는 것은 전세계적으로 큰 돈을 벌어들일 수 있음을 뜻했다. [[공업사회]]에서 생각하는 문제들은 [[과학]]에서는 매우 사소한 것 같았다. 그저 최소의 [[전력]]으로 최대의 밝기만 얻어내면 되었다. 그래서 과학자들에게 계산을 부탁했다. 과학자들은 [[수학]]적인 방법을 통해 [[철심]]의 온도를 올리기 위해 필요한 [[전기]] 에너지량과 [[철심]]에서 나오는 [[빛]]의 양의 관계를 계산하려 했다. 하지만 아무도 이 관계가 앞으로 이론적으로 엄청난 문제가 될 줄은 몰랐다. [[물리학]]적으로나 [[이론]]적으로는 별로 중요하지 않게 보였기 때문이다. 하지만 이 문제에 대해 [[막스 플랑크]]는 조금 달랐다.
[[플랑크]]는 [[맥스웰]]의 방정식을 유심히 살펴보았다. 그리고 거기에서부터 [[빛]]과 [[에너지]]의 관계를 찾아보았다. 결과는 [[에너지]]와 [[열]]을 주면 주는 대로 [[복사]]가 일어나야만 했다. [[맥스웰]]의 방정식에서는 [[에너지]]의 [[준위]]가 연속적이라고 했다. 만약 [[열]]을 계속 준다면 끝없이 [[에너지]]는 증가해야 한다. 그리고 [[핵분열]]이 일어나게 된다. 하지만 이것은 사실이 아니다. [[철심]]을 그냥 [[불]] 속에 넣어 내버려 두면 처음에 그것은 뜨거워지며 붉은 색으로 변하게 된다. 그리고 [[주파수]]가 커지면서 푸른색, 결국 하얀색으로 변할 것이다. 하지만 [[물질]]은 [[열]]을 얼마나 받는 [[핵분열]]을 통하여 폭파하지는 않는다. [[맥스웰]]의 이론의 추측이 틀린 것이다. [[플랑크]]가 이 실수를 바로잡기 위해 연구를 했다. 그는 직관적으로 새로운 개념을 내놓는데, [[빛]]이 [[파동]]이라서 [[물질]]을 계속 뜨겁게 한다면 계속 [[빛]]을 방출하지 않을 이유가 없다고 생각했다. 그 [[이론]]을 증명하기 위해서 [[톰슨]]과 비슷한 고민을 했다. [[톰슨]]은 [[음극선]]이 [[파동]]인지 [[입자]]인지 결정해야 했다. [[플랑크]]는 이에 대해 [[톰슨]]과 다른 결론을 냈다. 그는 [[빛]]이 상황에 따라서 [[파동]]처럼 행동해 [[파동]]의 [[성질]]을 보여주고 가끔은 [[입자]]의 [[성질]]을 보여서 [[입자]]처럼 행동한다고 말했다. 조금 시간이 지나서 이는 한 가지 새로운 아이디어로 합쳐진다. 이 아이디어가 현대 [[물리학]]의 기초가 된다. 바로 [[빛]]이 상황에 따라서 자신의 [[성질]]을 바꾼다는 것이다. 많은 물리학자들이 기 문제를 해결하려고 했다. 그리고 [[빛]]의 [[분열]] 현상을 이해하는 것을 그들의 목표로 삼았다. [[물리학]]의 모든 것이 이 [[현상]]을 설명하기 위해 집중되었고 [[과학]]의 창의적인 시대가 다가오게 된다. 바로 [[양자 물리학]]의 시대가 도래한 것이다. [[플랑크]]가 [[빛]]을 통해서 새로 발견한 그의 해석은 [[물질]]의 기본을 전부 다시 생각하게 되었다. 그리고 [[입자]]세계를 다시 재주목하여 여태까지 없다고 생각되던 [[입자]]들도 다시 찾게 되었다. [[톰슨]]의 발견을 통해서 [[전자]]가 [[양자]]와 [[중성자]]처럼 새로운 [[입자]]로 발견되었다. 급속도로 커진 관심에 [[원자]]의 새로운 모양을 제시하게 되었다. 마치 [[태양계]]처럼 [[중성자]]가 [[양성자]]가 [[핵]]과 같은 역할을 하며 [[전자]]들이 [[행성]]처럼 주변을 도는 것이다. 하지만 이 [[원자]]가 [[에너지]]를 가진다는 점이 흥미로웠다. [[원자]] 자체가 무한한 [[에너지]]의 [[공급원]]이다. 이런 [[원자 물리학]]은 [[핵융합]]을 가능하게 했다. 엄청난 [[에너지]]의 발현이 가능해진 것이다. 이후 [[빛]]의 성질에 관한 시선이 달라졌다. [[빛]]의 [[불확정성]] 때문에 정밀한 순서에 따라 움직이던 [[역학체계]]가 변하게 되었다. [[빛]]은 [[파동]]과 [[입자]]의 성질을 동시에 지니고 있다. 이 개념은 우리가 생각하던 세상을 바꾸어 놓았다. 하지만 아이러니 하게도 더 많은 것들에 의문을 가지게 되었다. 모르는 것이 늘어난 것이다.