빛의 속력은 상대적이지 않고 왜 불변하나요?

상대성 이론에 관련된 책들을 여러 개 접해보면 그냥 빛의 속력은 상대적이지 않고 불변하지 않다고 나와있습니다. 그래서 그냥 아인슈타인이 이렇다고 말했다고 이해할 수밖에 없습니다. 왜 광속만 상대적이지 않을까요? 빛의 속력은 상대적이지 않고 왜 불변하나요?

빛의 속력은 상대적이지 않고 왜 불변하나요?

광속은 변하지 않는 것이 아니라 같은 매질 내에서만 변하지 않는 것입니다.

그리고 그 의미는 달리는 차에서 공을 던지면 공의 속도가 차의 속도와 더해져 변하는 것과 달리 아무리 빠른 로켓에서 빛을 쏘아도 빛의 속도는 정지한 채로 쏜 빛의 속도와 마찬가지라는 것입니다. 즉, 빛을 쏘는 주체의 운동상태에 따라 상대적으로 바뀌는 것이 아니라 절대적으로 바뀌지 않는다는 것이지요.

하지만 왜 빛의 속도가 바뀌지 않느냐고 물으면 우주가 그렇게 만들어졌기 때문이라고 밖에 말할 수 없습니다. 빛의 속도가 불변이라는 것을 이론적으로 혹은 실험적으로 증명할 수는 있어도 그게 빛의 속도가 일정한 이유는 아니기 때문입니다.

빛의 속도가 일정하다는 것은 19세기에 만들어진 전자기파에 대한 멕스웰 방정식에서도 알 수 있습니다. 하지만 그 의미를 제대로 이해 못 했는지, 혹은 그 의미를 알았지만 믿지 못했는지 알 수 없지만 공속불변의 법칙은 표면화되지 않다가 아인슈타인에 의해서 비로소 공식적으로 등장하게 됩니다. 아인슈타인의 위대함은 선입견에 빠지지 않았다는 데에도 있습니다.

아인슈타인은 사고실험을 통해 빛의 속도가 절대속도가 아니라면 인과율이 무너지거나 모순이 발생함을 보고 빛의 속도가 절대속도라는 결론을 내리게 됩니다. 그로부터 상대성 이론이 탄생한 것입니다. 그 후 여러 과학자들에 의해 빛의 속도가 실제로 측정되었고 그것이 상대적으로 변하지 않는다는 것도 확인되었습니다.