이론상 왜 빛보다 빠른 건 존재할 수 없는 건가요?
세상에서 제일 빠른 건 빛이고, 이론상 세상의 어떤 물체도 빛보다 빠를 수 없다고 합니다.
현재 과학이론은 그렇다고 하는데, 왜 빛보다 빠른 건 존재할 수 없는지 설명해주세요.
안녕하세요.
알베르트 아인슈타인(Albert Einstein)이 제시한 특수 상대성 이론(Special Theory of Relativity)에 의하면, 빛의 속도(c)는 우주에서 물질이나 정보가 이동할 수 있는 최대 속도입니다. 이는 우주의 근본적인 구조를 규정하는 상수로, 물리 법칙의 핵심을 이루며, 그 값은 공허한 공간에서 약 299,792 km/s로 측정됩니다. 이 속도를 초과하는 현상은 현재 인정되는 물리학의 틀 내에서는 불가능한 것으로 간주됩니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
먼저, 물체가 빛의 속도에 근접할수록 필요한 에너지가 기하급수적으로 증가하여, 이론적으로 빛의 속도에 도달하려면 무한한 에너지가 필요하다는 점에서 경제적으로도 불가능합니다. 또한, 상대성 이론에 따르면, 속도가 증가함에 따라 물체의 질량도 증가하며, 빛의 속도에 도달하면 질량이 무한대로 커지게 됩니다. 이는 물리적으로 불가능한 조건입니다.
또한, 빛의 속도를 초과하면 시간이 역행할 수 있다는 가정 하에 여러 물리적, 철학적 문제가 발생합니다. 이는 인과관계(Causality)의 법칙을 위반하며, 이는 우주의 기본적인 법칙 중 하나입니다. 따라서, 시간의 역행은 현재의 물리학 법칙으로는 설명이 불가능하며, 이로 인해 빛의 속도를 초과하는 것이 허용되지 않습니다.
결론적으로, 빛의 속도를 초과하는 것은 현재의 과학적 이해를 근본적으로 뒤흔들 필요가 있으며, 그러한 발견이 이루어진다면 물리학의 많은 이론들은 재검토하고 새로운 이론을 개발해야 할 것입니다. 현재로서는 빛의 속도가 모든 물질의 이동 속도의 상한선으로 여겨지며, 이는 과학적 실험과 관측을 통해 수차례 확인되었습니다.