빛의 속도보다 빠르게 움직이면 어떻게 될까?

빛의 속도보다 빠르게 움직이면 어떻게 될까요?

유럽 핵 연구 기구의 물리학자들은 놀라운 발견을 했습니다. 그들은 빛의 속도보다 빠르게 움직이는 중성미자라고 불리는 이상한 아원자 입자를 측정했습니다. '초광속 이동'은 SF에서 흔히 볼 수 있는 비유일 수 있지만, 아인슈타인의 특수 상대성 이론은 현실 세계에서 이를 엄격히 금지합니다. 경주에서 광자를 치는 데는 무한한 에너지가 필요한 것처럼 보이기 때문입니다. 따라서 새로운 데이터가 틀렸거나, 아인슈타인이 현대 물리학의 거의 모든 교리와 함께 무너졌습니다.

 

후자의 시나리오를 상상해 보세요. 입자가 빛의 속도 제한에 상관없이 자유롭게 돌아다닐 수 있는 무법천지의 우주는 어떤 모습일까요? 당신이 그 입자라면 당신의 주변 환경은 어떻게 보이고 느껴지겠습니까? 텍사스주 오스틴에 있는 고등연구소의 수석 연구 물리학자인 마이클 이비슨에 따르면, 그러한 세상은 으스스할 것입니다.

 

우선, 빛을 확대해서 지나가면 빛이 어떻게 보일지 불분명합니다. 초광속 입자의 가능성을 연구한 이비슨은 과학 학술지에 "세계가 자동으로 어떤 모습일지 생각하면 빛을 볼 수 있는 능력에 어떤 일이 일어날지 궁금해지게 된다"라고 말했습니다. 이어 "평소에는 도망가던 빛을 만나게 될 것이다. 빛을 흡수하려면 스스로 빛을 발산해야 할 것 같다"고 설명했습니다. 원인과 결과, 즉 시간이 한 방향으로 흐른다는 개념도 초광속 세계에서는 산산조각이 납니다.

 

빛보다 빠른 중성미자로 만든 우주선을 타고 지구에서 멀어지는 것을 상상해 보세요. 그날의 뉴스를 방영하는 TV 방송도 우주로 방출되어 빛의 속도로 이동하고 있습니다. 이비슨은 "중성미자 우주선을 타고 중성미자 속도로 우주로 여행을 떠난다면 TV 방송을 따라잡아 따라잡을 것이고, 뉴스가 거꾸로 흘러가는 영상을 보게 될 것"이라고 말했습니다. 전송의 흐름이 당신 뒤로 물러나면서 당신의 초과 속도가 그 속도, 즉 빛의 속도를 초과하는 속도로 뒤로 달려갈 것입니다.

 

속도 제한이 없는 우주에 가만히 서 있다면 어떻게 될까요?

이비슨에 따르면 상황은 초음속 제트기가 머리 위로 지나갈 때 땅 위에 서 있는 것과 유사합니다. 이 제트기는 음속보다 빠르게 이동하기 때문에 소리를 듣기도 전에 눈으로 보게 됩니다. 소리가 마침내 여러분에게 닿으면 소닉 붐의 형태로 나타납니다. 항공기의 소리가 뒤에서 뭉치면서 발생하는 충격파입니다. 마찬가지로 그는 중성미자로 만들어진 비행기처럼 빛의 속도보다 빠른 속도로 움직이는 물체가 있다면 "그것이 당신을 지나갈 때까지 볼 수 없을 것이며, 방출하는 모든 빛은 그 뒤를 따라 따라갈 것이다"라고 말했습니다.

 

실제로 중성미자 평면이 지나갈 때까지는 중성미자 평면을 볼 수 없으며, 빛을 반사하거나 방출하는 물질이 포함되어 있는 경우에만 볼 수 있습니다. 그리고 음속 장벽을 통과하는 평면이 소닉 붐을 발생시키는 것처럼 광속을 통과하는 초광속 비행선 섬광을 발할 것입니다. 다시 말하지만, 이러한 시나리오가 실제라고 확신하는 사람은 아무도 없습니다. 미노스 중성미자 실험을 연구하고 있는 터프츠 대학교의 입자 물리학자 휴 갤러거에 따르면, 유럽 핵 연구 기구 결과는 그와 그의 동료들이 특수 상대성 이론을 포기하기 전에 여러 번 반복되어야 할 것입니다. 갤러거는 "그러나 결과가 사실이라면, 우리가 가능하다고 생각하지 않았던 많은 것들이 갑자기 다시 논의의 대상이 될 것이다"라고 말했습니다.