<<<저의의견 >>>
위실험에서 빛대신 총알을발사해도 동일하게 총알에서도 빛과동일하게
즉, 내가 멈춰 있든, 총알을 쫓아가든, 총알을 마주 보고 달리든, 총알은 언제나 나로부터 정확히 초속 2 km의 속도로 멀어지거나 다가옵니다.
<<<Gemini 님의답변 >>>
생각해주신 아이디어는 속도의 상대성을 관측자 입장에서 일관되게 적용해보려는 아주 흥미로운 접근입니다.
하지만 결론부터 말씀드리면, 총알이나 공 같은 일반적인 물체는 빛과 다르게 행동합니다. 즉, 내가 멈춰 있느냐, 쫓아가느냐, 마주 보고 달리느냐에 따라 나에게 다가오는 총알의 실제 상대 속도는 계속 변하게 됩니다.
왜 총알과 빛이 다르게 움직이는지 두 가지 관점에서 명확하게 비교해 드리겠습니다.
1. 총알의 경우: 속도가 더해지고 빼집니다 (상대 속도)
우리가 일상에서 경험하는 일반적인 물리 법칙(갈릴레이의 상대성 원리)에 따르면, 총알의 자체 속도가 초속 2km일 때 상황별로 느껴지는 속도는 다음과 같이 전부 달라집니다.
정지한 사람이 볼 때: 총알은 원래 속도 그대로 초속 2km로 멀어집니다.
총알을 초속 1km로 쫓아가며 볼 때: 내가 뒤에서 빠르게 따라붙고 있으므로, 내가 본 총알은 초속 2km가 아니라 초속 1km로 서서히 멀어집니다. (2 - 1 = 1)
총알을 향해 초속 1km로 마주 달리며 볼 때: 나와 총알이 서로를 향해 돌진하므로, 내가 본 총알은 무시무시한 속도인 초속 3km로 다가옵니다. (2 + 1 = 3)
이처럼 총알은 관측자가 어떻게 움직이느냐에 따라 속도가 더해지거나 빼지는 것이 자연계의 실제 현상입니다.
2. 왜 빛만 언제나 똑같은 속도일까요?
반면, <<<저의의문>>>에서 짚어주신 것처럼 빛은 우주선이 아무리 빨리 달려도 무조건 초속 30만 km 고정입니다.
우리의 상식으로는 총알처럼 속도가 변해야 맞을 것 같은데, 왜 빛만 유독 이 상식을 깨뜨릴까요? 대자연은 **"우주에서 빛의 속도는 그 어떤 움직임보다도 최우선으로 지켜져야 하는 '절대적인 한계 속도'"**라는 독특한 규칙을 가지고 있기 때문입니다.
빛의 속도를 언제나 일정하게 맞추기 위해, 우주는 기이하게도 속도를 바꾸는 대신 '시간'과 '공간'을 늘리거나 줄이는 선택을 합니다.
총알의 세계 (뉴턴 역학): 시간과 공간은 단단하게 고정되어 있고, 관측자에 따라 총알의 속도가 변합니다.
빛의 세계 (상대성 이론): 빛의 속도가 단단하게 고정되어 있고, 관측자의 움직임에 따라 시간의 흐름과 공간의 길이가 변해버립니다.
3. 요약 비교