빛은 관성(inertia)의 영향을 받을까?

운동장에서 하늘을 향해 정확히 수직으로 공을 던지면 어찌될까?

공이 다시 떨어지는 이유는 중력때문이지만, 떨어지는 위치가 공을 던진 위치인 이유는 관성때문이다.
지구는 약30km/s의 속도로 공전을 하므로 만일 관성이 없다면 공은 약30km 뒤쪽에 떨어지게 될 것이다.

 

공이 중력 및 관성의 영향을 받는 이유는 공은 질량이 있기 때문이다.

 

그렇다면 롯데타워 바닥에서 롯데타워 꼭대기에 설치한 거울을 향해 수직으로 레이저 빛을 순간적으로 비췄다가 끄면
그 빛은 정확히 수직으로 올라가 거울에 반사되었다가 다시 빛을 발사한 정확한 위치로 되돌아올까?

운동장에서 약3만6천km 상공에 있는 정지위성 거울로 빛을 쏘면 어찌될까?

 

참고로, 빛은 거울 표면에 수직으로 입사되도록 설치되었다고 가정한다.

 

빛은 광원의 속도에 관계없이 광속c로 날아간다고 한다.
이는 곧 빛(또는 광속)은 광원의 속도에 영향을 받지 않는다는 뜻으로서 빛은 관성과 관계없다는 뜻일 것이다.

 

반면 빛은 중력장에서 휘어진다고 한다.
그 이유는 중력장이 공간을 휘어놓아서 빛이 어쩔수없이 그 휘어진 공간을 날아가게 된다고 한다.

 

광원의 속도에 영향을 받지 않는다 함은, 빛은 질량이 없다는 뜻일 것이다.
반면, 중력의 영향을 받는다 함은 빛은 질량이 있다는 뜻일 것인데,
과학계에서는 빛이 중력의 영향 때문이 아니라, 휘어진 공간때문에 빛이 휘어진다고 말한다.

 

위의 질문으로 되돌아가서,
그렇다면 운동장에서 약3만6천km 상공에 있는 정지위성 거울로 빛을 쏘면 그 빛은 정확히 거울에 도착하여 반사된 후
빛을 발사한 위치인 운동장 그 지점으로 정확히 되돌아올까?

 

중력파 검출장치인 LIGO 실험 결과를 토대로 추정을 하자면, 정확히 그 지점으로 되돌아올것 같다는 생각이 든다.