빛(Light)

비교적 파장이 짧은 전자기파.



 


우리가 보는 태양은 빨간색이다

 




 

하지만 우주에서 태양을 보면 다르다

지구에서는 대기에서 빛이 산란하지만

우주에서는 산란할 일이 없기에 태양이 하얀색으로 보인다

반대로 금성에서는 대기가 너무 두껍기 때문에 태양빛을 볼 수 없다




 



인간의 몸에서도 빛이 나온다

인간도 물질대사를 하기 때문에 빛이 발생하는데

물론 이 빛은 맨눈으로 볼 수 있는 최소한의 밝기보다 1/1000배 더 약해서

우리는 몸에서 빛이 난다는 사실을 전혀 모르고 있다








 

태양빛은 바닷속 80미터까지 도달한다

그 아래에는 태양빛이 통과할 수 없으며

약 2천미터에는 심해아귀가 살고 있는데

머리의 더듬이에서 빛이 나며

그 빛나는 더듬이로 물고기를 유인해서 잡아먹으며 산다








 

색은 실제로 존재하는 것일까?

우리의 빨강 경험은 저기 토마토 위에, 혹은 모니터에 저렇게 실재(distal stimulus) 하는 것이 아니다.

​환경에 발을 뻗고 있는 육신이라는 "한계"를 가진 동물에 불과한
우리 몸이 이미 보유하고 있는 체계(sensation)가
우리 몸 밖 미지의 세계에 있는 정보들과 접촉하여 맞물리면서(proximal stimulus)

그 정보를 우리의 뇌가 빨강 경험(perception)이라는 형태로 구성해낸 환상이자 착각인 것이다.




 

우리의 눈과 뇌는 특수한 메커니즘을 이용해 전자기적 파동을 '색'으로서 인식하게 해준다

​가시광선. 즉, 우리 눈에 '보이는' 빛은 아주 좁은 영역에 한정된 특별한 케이스다

동물들은 우리와 다른 빛을 볼 수 있다

벌은 자외선을 볼 수 있고

뱀은 적외선을 본다
 






 

그중에 원탑인 갯가재는 자외선, 적외선, 그리고 편광 된 빛까지 볼 뿐만 아니라

편광의 형태를 변환할 수도 있다

인간이 3종류의 원추세포, 개가 2종류의 원추세포로 세상을 본다면

갯가재는 16종류의 원추세포를 가지고 있어서

이 갯가재가 세상을 어떻게 바라보는지 도저히 상상할 수가 없다

토마토에서 보이는 빨간색은 우리 밖에있는 저 토마토가 빨간색 파장의 빛만 반사하기에

토마토가 빨간색이라고 느낀다





 

초록색 나뭇잎도 초록색 파장의 빛만 계속 쬐게 된다면

나무는 곧 말라죽어버린다

대체 왜 특정한 파장의 빛을 반사해 우리에게 색을 느끼게 할까??

색깔을 나타내는 모든것들, 나뭇잎이 초록색 파장을 반사하는 근원적 이유는 무엇일까??...









아름다운 오로라





 

밤하늘에 펼쳐지는 오로라를 일컫는 북극광은

태양풍이 날아와 지구대기의 입자와 부딪히며 발생하는 현상이다
 







갑자기 밝은 빛을 보면 재채기를 하는 광반사 재채기 현상은

전 인구의 18-35%가 겪고 있다.

이 현상은 아직 의학적으로 증명되지 않았지만





 

추정하기로는 중뇌에 존재하는 광반사 중추(덧눈돌림신경핵)에서 나온 신경 돌기가

홍채의 동공 괄약근(눈동자를 줄이는 근육)을 조절하는 신경 세포(모양체 신경절) 뿐만 아니라

코 분비를 조절하는 신경 세포에도 도달해 일어나는 걸로 생각된다

즉 눈부심을 느끼는 순간 광반사 중추는 홍채의 동공 괄약근을 수축시키는 동시에

콧물샘에서 콧물 분비를 일으키고 이 자극이 감각 신경(삼차 신경)를 통하여 중추에 전달돼

재채기 반사 중추가 작동하며 재채기가 일어난다는 것




 

그래서 이 신경 연락이 빛 재채기 반사에 관련되어 있을 가능성이 높다고 여겨진다.

광반사에 필요한 시간은 짧은 시간이기 때문에 재채기 반사의 지속 시간도 짧다.

그렇기 때문에 재채기 횟수는 한번 또는 많아야 2~3회 정도이며, 보통 그 이상은 일어나지 않는다.








 

빛은 각기 다른 매질을 통과할때 속도가 느려지며 굴절된다

(거시적으로 볼때 느려지지만

미시적으로 볼때는 물질과 빛이 반응하는 시간만큼 빛의 이동이 지연되고 물질과 물질 사이에서는 광속)

이 덕분에 우리는 초등학교 과학시간에 돋보기를 가지고 개미를 태워 죽일 수 있었다

(개미야 미안해...)
 




 

태양빛을 잘만 모은다면 돌도 녹이기 쉽다




 






빛에도 운동량이 존재한다





 

SD카드만한 면적에 가하는 힘이 0.000000001파운드

즉, 1킬로그램의 20억분의 1

( 질량과 무게는 다르지만 이해하기 쉽게 질량으로 표현, 1킬로그램=>9.8뉴턴 )

약해보일 수 있지만...





 

면적이 커진다면 ?

햇볕이 쨍쨍한 날 시카고가 받는 힘은 140킬로그램(140*9.8N) 이나 된다




 

지구 대기나 지구 자기장이 없는 먼 우주로 나가면 이 영향이 훨씬 커지게 되는데

지구에서 화성으로 가는 우주선은 이 영향을 감안하지 않으면 진로에서 1,000킬로미터나 벗어나게된다

물론 우주 탐사에는 이런 계산까지도 다 포함돼있다






혜성의 꼬리가 항상 태양 바깥쪽으로 향하는 이유도 이와같다 (혜성이 날아가는 방향과 무관)




 

현재도 우주에는

빛을 바람처럼 활용하는

우주돛단배가 떠다니고 있다.






 

개똥벌레의 빛은 차갑다

개똥벌레는 화학반응을 통해 100%에 가까운 효율의 빛을 발산하는데

이는 인간이 상용화시킨 최신 LED 조명보다 훨씬 앞선 효율이다



 





 

큰 에너지를 가진 감마선이 빛보다 빠르게 이동하면

파란색 빛을 발광하는 '체렌코프 현상' 이 나타난다




 

여기서 빛보다 빠르다 함은 입자의 속도가 30만km/s의 속도를 넘는다는 뜻이 아니라,

물속에서 느려진 빛의 속도보다 빠르다는 뜻이다.

물속에서 빛의 속도는 평소의 80퍼센트 수준인 약 23만km/s의 속도를 가지는데,

감마선의 경우 입자의 에너지가 워낙 커서 그 속도도 엄청나기 때문에

23만km/s의 속도를 가뿐히 넘을 수 있다







 

물탱크 속에는 4 개의 증폭기가 달려있어

감마선이 물속으로 들어가 '체렌코프 현상'으로 발생된 빛을 증폭한다.

300개에 달하는 물탱크는 각각 이 역할을 수행하며,

300여개의 데이터가 제어실로 보내져

감마선이 어느 방향에서, 얼마나 먼 거리에서 우리에게 왔는지 알 수 있게 해준다.







끝.