안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
빛이 휘어 보이느냐는 우주선이 움직이느냐가 아니라 속도가 변하느냐에 달려 있어요.
(나)를 우주선 밖에서 본다고 생각해 볼게요. 우주선이 위로 일정한 속도 v로 가고 있으면, 그 안에서 쏜 빛도 출발할 때부터 우주선과 같은 위쪽 속도 성분을 함께 갖고 있어요. 그래서 바깥에서 보면 빛은 비스듬한 직선으로 날아가고, 빛이 건너편 벽까지 가는 동안 우주선이 올라간 만큼 빛도 정확히 같은 만큼 올라가요. 우주선 안에서 보면 빛이 출발한 높이 그대로 반대편에 닿으니 수평 직선으로 보이는 거예요.
(다)는 우주선이 가속하니 빛이 날아가는 동안 우주선의 속도가 점점 빨라져요. 빛은 쏜 순간의 위쪽 속도만 갖고 있는데 우주선은 그보다 더 많이 올라가 버리니, 안에서 보면 빛이 점점 아래로 처지면서 곡선을 그려요.
일정한 속도로 달리는 KTX 안에서 공을 던져도 정지한 방에서처럼 날아가요. 등속 운동하는 곳에서는 어떤 실험을 해도 정지한 곳과 구별할 수 없다는 게 상대성 원리라서, (나)는 (가)와 똑같이 빛이 곧게 나가요 :)