💡 “에테르가 없다는 걸 어떻게 증명했을까?”-마리켈슨과 몰리의 실험

마이켈슨과 몰리, 빛의 속도를 통해 에테르를 뒤쫓다

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✅ 목차

1. 빛도 파동이라면, 매질이 필요하지 않을까?
2. ‘에테르’는 진짜 있었을까?
3. 마이켈슨-몰리 실험의 핵심 아이디어
4. 측정 실패? 오히려 결정적 증거였다
5. 에테르의 죽음과 장(field) 개념의 탄생
6. 우리는 지금 어디까지 왔을까?

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1. 빛도 파동이라면, 매질이 필요하지 않을까?

소리파는 공기, 물결파는 물, 지진파는 땅을 타고 이동한다.
그렇다면 빛도 어떤 ‘매질’을 따라 이동해야 하지 않을까?
19세기까지 대부분의 과학자들은 그렇게 믿었다.
그 매질은 ‘에테르’(aether)라 불렸다.

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2. ‘에테르’는 진짜 있었을까?

맥스웰은 전자기장을 수식으로 정리하며 빛도 전자기파라는 결론에 이르렀다.
하지만 전자기파도 ‘파동’이라면, 진동을 전달할 ‘매질’이 필요했다.
그래서 물리학자들은 에테르라는 보이지 않는 물질이 우주 전체를 채우고 있다고 가정했다.

문제는 아무도 그것을 직접 관측한 적이 없었다는 것.

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3. 마이켈슨-몰리 실험의 핵심 아이디어

1887년, 앨버트 마이켈슨과 에드워드 몰리는 아주 정밀한 실험 장치를 만들었다.
그 장치는 지구가 에테르 속을 움직이고 있다면,
빛의 속도는 방향에 따라 조금씩 달라질 것이라는 가정에 기초했다.

• 지구가 에테르를 통과할 때,
• 빛이 에테르를 따라가는 방향과 수직 방향으로 나뉘어 이동하면,
• 간섭 무늬가 변할 것이다.

하지만 결과는 충격적이었다.
간섭 무늬의 변화는 없었다.
즉, 빛의 속도는 어떤 방향에서도 일정했다.

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4. 측정 실패? 오히려 결정적 증거였다

처음엔 사람들이 이 실험을 ‘실패한 실험’이라 여겼다.
하지만 나중에는 이것이 에테르가 없다는 결정적 증거가 되었다.
왜냐하면, 빛이 매질 없이도 같은 속도로 전파된다는 것이 증명되었기 때문이다.

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5. 에테르의 죽음과 장(field) 개념의 탄생

마이켈슨-몰리 실험은 결국 에테르의 존재를 부정하고,
‘장(field)’이라는 새로운 개념을 부르게 된다.

• 에너지는 입자처럼 한 지점을 찍고 이동하는 게 아니라,
• 공간 전체에 퍼지는 ‘장’의 형태로 전달된다.

그리고 이 개념은 아인슈타인의 특수상대성이론으로 이어진다.

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6. 우리는 지금 어디까지 왔을까?

오늘날 우리는 에테르 없이도 전자기파, 중력파 등 모든 장의 이론을 설명할 수 있다.
빛은 진공에서도 장(field)의 떨림으로 이동하며,
우리가 전자레인지에 음식을 데우거나, Wi-Fi를 사용하는 것도
모두 이 원리 위에서 작동한다.

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✍️ 정리하자면

• 마이켈슨-몰리 실험은 빛의 속도가 방향과 관계없이 일정함을 증명했다.
• 이것은 에테르가 존재하지 않음을 증명한 획기적인 실험이다.
• 그 결과, 장(field)이라는 개념이 본격적으로 등장했고,
  전자기파는 매질 없이도 스스로의 진동으로 에너지를 전달한다는 이론이 완성된다.

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📌 다음 편 예고

“플러그를 꼽자마자 불이 켜지는 건 전자기파 덕분이다”
– 왜 그렇게 빠르게 에너지가 도착하는 걸까?

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