물리학에서 빛이란 무엇입니까? 빛의 파동 속성. 융의 실험은 빛이

빛의 파도
빛의 본질에 대한 견해의 발전

이미 17세기에 상호 배타적인 것처럼 보이는 두 가지 빛 이론, 즉 입자와 파동이 나타났습니다.

빛이 입자의 흐름에 의해 모델링된다는 미립자 이론은 직선 전파, 반사, 굴절을 잘 설명하지만 빛의 간섭 및 회절 현상을 설명할 수 없습니다.

파동 이론은 간섭과 회절 현상을 설명하지만 빛의 직선 전파를 설명하는 데에는 어려움이 있습니다.

19세기에 Maxwell, Hertz 및 다른 연구자들은 빛이 전자기파임을 증명했습니다. 그러나 20세기 초에 물질과 상호 작용할 때 빛이 입자의 흐름으로 나타납니다.

따라서 빛은 이중 미립자 파동 특성을 가지고 있습니다. 간섭 및 회절 중에는 빛의 파동 특성이 주로 나타나고 복사 및 흡수 중에는 미립자 특성이 나타납니다.

빛 반사의 법칙.

경험에 따르면 빛이 두 개의 투명 매체 사이의 경계면에 떨어지면 빛은 부분적으로 반사되고 부분적으로 굴절됩니다.

반사의 법칙

입사 광선, 반사 광선 및 입사 지점에서 복원된 수직선은 동일한 평면에 있습니다. 반사각은 입사각과 같습니다.

빛의 굴절 법칙

입사 광선, 굴절 광선 및 입사 지점에서 복원된 수직 광선은 동일한 평면에 있습니다. 굴절각 사인에 대한 입사각 사인의 비율은 일정한 값이며 첫 번째 매체에 대한 두 번째 매체의 상대 굴절률이라고합니다.

빛이 진공에서 투명한 매질로 들어가면 상대 굴절률을 절대 굴절률이라고 합니다.

진공의 절대 굴절률은 분명히 n vac = 1과 같습니다. 측정 결과 n voz = 1.00029, 즉 진공과 거의 같은 것으로 나타났습니다.

상대 굴절률의 물리적 의미는 인접한 매질에서 빛의 속도 비율과 같다는 것입니다(실험적 사실).

따라서 다음이 따른다.

렌즈

1. 렌즈는 두 개의 구면으로 둘러싸인 투명한 몸체입니다.

렌즈의 주 광축은 구면의 중심이 놓이는 직선입니다.

렌즈의 광학 중심은 광선이 굴절되지 않는 지점입니다.

렌즈의 초점은 렌즈를 빠져 나와 주 광축과 평행한 렌즈에 입사하는 광선이 교차하는 지점입니다.

실제 광선은 수렴 렌즈의 초점에서 교차하므로 이를 실제라고 하고, 발산 렌즈의 초점에서는 광선 자체가 교차하는 것이 아니라 광선의 가상 확장으로 인해 가상이라고 합니다.

2.얇은 렌즈 공식

어디 - 광 파워(디옵터로 측정), 에프렌즈의 초점 거리, 그리고 에프는 각각 렌즈의 광학 중심에서 물체 및 이미지까지의 거리입니다.

서명 규칙:

초점 거리 에프수렴 렌즈는 긍정적으로, 발산 렌즈는 부정적입니다.

물체가 실제라면 물체까지의 거리 가상의 경우 긍정적인 경우 - 부정적입니다.

이미지가 실제라면 그 이미지까지의 거리 에프양수, 상상의 경우 - 음수.

회절 격자

회절 격자- 동일한 불투명 간격으로 분리된 동일한 너비의 평행 슬릿이 있는 화면. 격자 기간 인접한 슬롯의 중점 사이의 거리입니다.

회절 격자가 단색 광선으로 조명되면 렌즈의 초점면에 위치한 화면에 회절 패턴이 나타납니다. 중심 최대값은 0차이고 최대값은 ±1, ±2, ... 차수입니다. 그것에 대해 대칭입니다.

격자에서 회절 패턴의 최대값에 대한 방향은 다음 조건에 의해 제공됩니다.

어떤 이후로 케이, 제외한 케이= 0인 경우 각도는 파장에 따라 달라지며 회절 격자에 백색광을 비추면 백색 중심 최대값과 ±1, ±2, ... 차수의 스펙트럼이 관찰됩니다.

회절 스펙트럼은 넓을수록 격자 주기가 짧고 격자가 포함하는 슬롯이 많을수록 좋습니다.

예시. 5 디옵터의 광학 도수로 수렴 렌즈에서 15cm 떨어진 물체의 이미지 위치를 결정하십시오.

렌즈의 초점 거리 F = 1/D = 1/5 = 0.2m물체에서 렌즈까지의 거리 d보다 크므로 렌즈는 실제 물체의 가상의 확대된 직접적인 이미지를 제공합니다. 얇은 렌즈 공식에서:

앞의 "-" 기호는 이미지가 가상이라는 사실 때문입니다. 여기에서

대답:물체는 렌즈에서 8.6cm 떨어진 곳에 있습니다.

"주제 11. "광학 주제에 대한 작업 및 테스트. 빛의 파도.

  • 횡파 및 종파. 파장

    수업: 3 과제: 9 테스트: 1

  • 음파. 음속 - 기계적 진동 및 파동. 사운드 9등급

    수업: 2 과제: 10 테스트: 1

  • - 광현상 8등급

    작업을 수행할 때 대수학 "삼각 함수 및 그 변환" 및 "파생" 주제에 주의하십시오.

    "원에서 몸의 움직임"주제를 반복하십시오 ( "주기", "주파수", "각속도"의 개념 반복).

    기하학 광학 문제를 풀기 위한 기하학 과정에서 삼각형의 평등 및 유사성 증명을 기억하십시오.

    광학 문제를 해결하려면 도면이 필요합니다. 정확하지 않은 도면은 작업 자체를 왜곡할 수 있으므로 빌드 시 자를 사용하십시오. 건설의 정확성과 정확성은 문제를 해결하는 올바른 방법을 찾는 데 도움이 될 것입니다.

아시다시피 파동은 전파되는 경향이 있습니다. 운동 에너지물질 자체의 분자를 대체하지 않고 물질을 통과합니다. 그것은 압축(분자를 함께 가져옴) 및 희박(분자가 서로 멀어질 때) 단계를 통해 물질을 전도합니다. 이것이 바로 음악과 함께 진동하는 역학에서 일어나는 일입니다.

파도가 서로 접촉하면 경로에 장애물이 있습니다. 파동이 동시에 같은 위상(압축 또는 희박)에 있으면 증폭이 발생합니다. 파동이 다른 위상에 있으면(하나는 물질을 압축하려고 시도하고 다른 하나는 희박하게 하려고 함) 파동이 억제됩니다. 이것은 외부 소음이 침투하지 못하게 하는 이어폰(노이즈 캔슬링 헤드폰)이 작동하는 방식입니다. 음파, 원치 않는 노이즈와 유사하지만 위상이 반대입니다. 이것은 외부 노이즈의 공기 분자의 파동을 억제하는 효과를 제공합니다. 그 에너지가 당신의 귀에 도달하면 외부 외침은 속삭임으로 인식되고 강력한 항공기 엔진의 포효의 메아리는 희미한 윙윙 거리면서 당신에게 도달합니다.

파동의 또 다른 중요한 특성은 굴절(회절)입니다. 파도가 도중에 장애물과 충돌하면 파도가 그 주위를 돌다가 서로 상호 작용합니다. 아래에 설명된 실험에서 우리는 빛의 앞을 가로막는 장애물을 설치하여 빛의 파동이 굴절될 수 있는 통로를 제공할 것입니다. 다른 파동 중단점은 보강 및 상쇄 간섭의 예를 보여줍니다. 자신의 빛에 의해 놀라운 흡수 현상을 관찰할 수 있을 것입니다.

필요한 재료

샤프 펜슬(0.5mm 또는 0.7mm), 레이저 포인터(빨간 빛이 좋지만 녹색의 효과가 더 잘 보입니다), 암실용 3개 이상의 리드.

실험 진행

방을 어둡게 합니다. 어둠은 절대에 가까워야 합니다. 벽에서 약 1m 20cm 떨어진 곳에 서십시오. 왼손의 엄지와 검지 사이에 세 개의 리드를 놓습니다. 주 손이 왼손인 경우 리드를 오른손에 배치하는 것이 좋습니다. 그들 사이의 거리가 매우 작도록 배치하십시오. 따라서 굴절 채널이 될 리드 사이에 두 개의 작은 통로가 형성됩니다.

레이저 포인터를 켜고 스타일러스에 의해 형성된 채널로 빛을 향하게 하고 벽에서 반사된 빛을 봅니다. 무엇을 볼 수 있습니까? 실험하는 동안 리드의 위치와 레이저의 방향, 굴절 채널의 너비를 변경합니다. 모든 것을 올바르게 수행하면 벽의 조명 패턴이 변경됩니다. 더 많은 리드를 사용하여 더 많은 회절 채널을 만드십시오. 추가 채널은 벽에 투사되는 빛을 어떻게 변경합니까?

관찰 및 결과

레이저 광은 평행하지만 결합된 두 개의 파동의 형태로 나타납니다. 파동의 위상이 같으면 광선은 서로 평행합니다. 손전등의 빛은 이 효과를 주지 않습니다. 광선은 서로 평행하지 않습니다. 레이저 광의 파동은 연필심에 의해 형성된 회절 채널을 통과할 때 굴절되어 벽에 투영을 생성합니다. 파도가 서로 겹칠 때 상호 작용합니다. 어떤 경우에는 이러한 중첩이 건설적이고 다른 경우에는 파괴적입니다. 건설적인 상호 작용으로 벽의 빛이 밝을 것입니다. 다른 경우에는 파도가 서로를 압박합니다(파괴적 상호 작용). 이러한 경우 라이트 프로젝션에 어두운 간격이 나타납니다.

빛이 입자로만 작용하기 시작하면 굴절 채널 반대편 벽에서 두 점만 볼 수 있습니다. 빛의 본성에 대한 현대적 관념에 인류는 오래전부터 걸어왔다. 위대한 영국 과학자 아이작 뉴턴은 빛을 입자의 흐름으로 정의했습니다. 19세기에 과학자들은 빛이 파동이라는 결론에 도달했습니다. 그러나 빛은 입자처럼 행동하기 때문에 빛은 실제로 광자라고 불리는 입자라고 제안했습니다. 물리학자 막스 플랑크는 "빛의 이론은 수십 년이 아니라 수백 년 후퇴할 것"이라고 외쳤다. 과학 커뮤니티아인슈타인의 이론에 동의합니다. 궁극적으로, 빛은 입자(광자)인 동시에 파동이라는 타협적 정의가 과학계에 의해 개발되었습니다.

빛의 파동 특성에 대한 반사는 광자가 특정 시간에 특정 장소에 있을 확률과 일치합니다. 이를 통해 광자가 서로 간섭할 때 광자가 벽의 특정 위치를 강제로 차지하는 방법을 더 명확하게 이해할 수 있습니다. 덜 직관적인 사실은 광자가 간섭에 직면하는 파동의 거동을 계속해서 나타내면서 동시에 두 채널을 통과할 수 있다는 사실입니다. 그리고 어떻게 두 개의 채널을 통과한 개별 광자가 같은 지점에 도달할 수 있습니까?

겨울 저녁에 가족과 함께하는 이 간단한 신체 실험을 통해 즐거운 감정을 많이 얻을 수 있을 것입니다. 과학은 유용할 뿐만 아니라 매우 흥미롭습니다. A는 물질적 욕구뿐만 아니라 새로운 지식에 대한 합리적 존재의 욕구를 충족시키는 과학기술의 진보를 향해 꾸준히 나아가고 있습니다.

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빛의 파동 속성. 영의 경험

빛에 대한 뉴턴의 미립자 가설은 150년 이상 동안 매우 오랫동안 지배적이었습니다. 하지만 여기에서 초기 XIX세기에 영국 물리학자 Thomas Jung(1773-1829)과 프랑스 물리학자 Augustin Fresnel(1788-1827)은 물리학자들에게 빛이 입자(입자)가 아니라 파동이라는 것을 확신시키는 실험을 했습니다.

쌀. 11. 영의 경험, 또는 두 개의 슬릿에서 나오는 빛의 회절(도식)

융은 뉴턴 고리가 광파 간섭의 결과라고 확신했습니다. 빛이 파동임을 증명하기 위해 그는 그러한 실험을 생각해 냈습니다. 융은 불투명한 판을 가지고 두 개의 좁은 평행 슬릿을 그 안에 자릅니다. 한편으로 그는 평행 단색 광선으로 이 슬릿을 비추고 다른 한편으로는 스크린을 배치했습니다(그림 11). 과학자는 이렇게 추론했습니다. 광선(왼쪽 그림)을 따라 빛의 평면파가 있습니다. 그들은 균열에 빠진다. 빛이 파도라면 균열 뒤에 1그리고 2빛의 회절이 일어나게 됩니다. 균열 1그리고 2단색 광원으로 간주할 수 있습니다. 그것들에서 오른쪽으로 광파는 원통형 (그리고 문맥에서 원형)의 형태로 갈 것입니다. 틈에서 나오는 일련의 빛의 파동 1간격에서 일련의 파동과 교차합니다. 2. 따라서 모든 간섭 현상은 오른쪽에서도 관찰되어야 합니다. 한 시리즈의 파도의 "마루"가 다른 시리즈의 "골"과 만나는 곳에서 어두워집니다. 그리고 두 개의 "마루"(그리고 두 개의 "골")가 일치하는 곳에서 빛이 증가할 것입니다. 밝은(단색) 및 어두운 "간섭" 변두리가 화면 오른쪽에 나타나야 합니다.

정이 맞았다. 그는 의도한 실험을 수행했고 간섭 무늬를 얻었습니다. 이 실험은 빛의 회절 현상을 기반으로 합니다. 따라서 Young의 실험은 두 개의 슬릿으로부터의 회절이라고도 합니다.

잠시 후, 빛의 파동성을 확인하는 새로운 실험이 프레넬에 의해 이루어졌습니다. 그는 광원이 서로를 향해 기울어진 두 개의 거울에서 반사되도록 했습니다. 두 개의 동일한 일련의 반사된 광파가 교차하기 시작한 두 거울에서 나왔습니다. 그리고 이 경우 간섭 무늬를 얻었다.

그래서 빛에는 파동의 성질이 있다는 것이 증명되었습니다.

그러나 XIX 세기 초에는 어떤 종류의 파도가 아무도 몰랐습니다. 물론, 이 파도는 물 파도와 같지 않습니다. 광선을 따라 능선이나 골이 없습니다. 물리학자들은 이것이 세계 매질인 에테르에서 일종의 탄성파라고 믿었습니다.

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전자기 진동이 발견된 순간부터 빛도 전자기 진동의 조합이라는 것을 이해하는 데는 상당한 시간이 걸렸습니다. 빛의 속도가 전자기파의 전파 속도와 같고 c = 300,000km/s라는 상수가 특징인 것은 우연이 아닙니다.

눈은 빛을 감지하는 인간의 주요 기관입니다. 이 경우 빛의 진동 파장은 광선의 색으로 눈에 감지됩니다. 에 학교 과정물리학은 백색광의 분해에 대한 고전적인 실험을 설명합니다. 삼각형 단면의 유리 프리즘에 다소 좁은 백색광(예: 햇빛) 광선을 비추는 것으로 충분합니다. 색상이 매끄럽게 서로 전달됩니다. 이 현상은 길이가 다른 광파의 굴절 정도가 다르기 때문입니다.

파장(또는 주파수) 외에도 빛의 진동은 강도로 특징지어집니다. 비디오 장치를 설명할 때 빛의 복사 강도(밝기, 광속, 조명 등)의 여러 측정값 중에서 가장 중요한 것은 조명입니다. 빛의 특성을 결정하는 미묘함에 빠지지 않고 조명은 럭스로 측정되며 우리에게 친숙한 물체의 가시성을 시각적으로 평가하는 척도입니다. 다음은 일반적인 조명 수준입니다.

  • 불타는 촛불에서 20cm의 조명 10-15lux
  • 백열등 100lux를 태우는 방 조명
  • 형광등을 사용한 사무실 조명 300-500lux
  • 750lux 할로겐 램프에 의해 생성되는 조명
  • 밝은 햇빛 20000lux 이상의 조명

빛은 통신 기술에서 널리 사용됩니다. 광섬유 통신 회선을 통한 정보 전송, 현대 전자 음향 장치의 디지털화된 사운드 신호에 대한 광 출력 사용, 적외선에 대한 원격 제어 사용 등과 같은 빛의 응용 프로그램에 주목하는 것으로 충분합니다.

빛의 전자기적 성질빛은 파동 속성과 입자 속성을 모두 가지고 있습니다. 이러한 빛의 성질을 입자파 이원론(corpuscular-wave dualism)이라고 합니다. 그러나 고대의 과학자들과 물리학자들은 이에 대해 알지 못했고 처음에는 빛을 탄성파로 간주했습니다.

빛 - 에테르의 파동그러나 탄성파가 전파되기 위해서는 매질이 필요하므로 빛은 어떤 매질에서 전파되는가 하는 정당한 질문이 제기되었다. 태양에서 지구로 가는 도중에 어떤 매체가 있습니까? 빛의 파동 이론의 지지자들은 우주의 모든 공간이 보이지 않는 탄성 매질로 채워져 있다고 제안했습니다. 그들은 심지어 그것에 대한 이름을 생각해 냈습니다. 발광 에테르. 그 당시 과학자들은 기계적 파동 이외의 다른 파동의 존재에 대해 아직 알지 못했습니다. 빛의 본성에 대한 이러한 견해는 17세기경에 표현되었습니다. 빛은 이 발광 에테르에서 정확하게 전파된다고 믿어졌습니다.

빛은 횡파그러나 이러한 가정은 많은 논란의 여지가 있는 질문을 제기합니다. 18세기 말에 빛이 횡파라는 것이 증명되었습니다. 그리고 탄성 횡파는 고체에서만 발생할 수 있으므로 발광 에테르는 다음과 같습니다. 단단한. 이것은 당시 과학자들에게 심각한 두통을 일으켰습니다. 천체가 고체 발광 에테르를 통해 이동하면서 동시에 저항을 경험하지 않는 방법.

빛은 전자기파 19세기 후반 맥스웰은 진공 속에서도 전파할 수 있는 전자파의 존재를 이론적으로 증명했다. 그리고 그는 빛도 전자기파라고 제안했습니다. 그런 다음이 가정이 확인되었습니다. 그러나 어떤 경우에는 빛이 입자의 흐름처럼 행동한다는 아이디어도 관련이 있었습니다. Maxwell의 이론은 몇 가지 실험적 사실과 모순되었습니다. 그러나 1990년 물리학자 막스 플랑크(Max Planck)는 원자가 별도의 부분(양자)으로 전자기 에너지를 방출한다고 가정했습니다. 그리고 1905년 알버트 아인슈타인은 특정 주파수의 전자기파가 에너지 E=p*ν인 복사 양자의 플럭스로 간주될 수 있다는 아이디어를 제시했습니다. 퀀텀은 현재 전자기 방사선광자라고 합니다. 광자는 질량도 전하도 없으며 항상 빛의 속도로 전파됩니다. 즉, 빛은 복사 및 흡수 시 입자적 성질을 나타내고, 우주에서 이동할 때는 파동 성질을 나타낸다.

성경적 창조론을 비판하는 사람들은 때때로 먼 빛을 젊은 우주에 대한 논쟁으로 사용합니다. 그러나 우리가 모든 것을 신중하게 고려할 때 그것이 작동하지 않는다는 것을 알게 될 것입니다.

성경적 창조론에 대한 비평가들은 때때로 먼 별빛을 젊은 우주에 대한 논쟁으로 사용합니다. 주장은 다음과 같습니다. 별의 빛이 수십억 년이 지난 후에야 도달할 수 있는 거리에 있는 은하가 있습니다. 그리고 우리가 이 은하들을 본다면, 이것은 별빛이 이미 지구에 도착했다는 것을 의미합니다. 이것은 우주의 나이가 성경에 표시된 6000년보다 훨씬 더 많은 수십억 년 이상이어야 함을 의미합니다.

많은 빅뱅 지지자들은 이 수치가 성경적 시간 척도에 반대되는 훌륭한 논증이라고 생각합니다. 그러나 우리가 이 증거를 자세히 살펴보면 그것이 작동하지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 우주는 무한히 크고 아주 먼 은하를 포함하고 있지만 이것이 이미 수십억 년이 된 것을 의미하지는 않습니다.

먼 별에 대한 질문으로 인해 일부 사람들은 우주의 거리에 대해 궁금해했습니다. "은하가 그렇게 멀리 떨어져 있다는 것을 우리는 정말로 알고 있습니까? 아마도 그들은 훨씬 더 가깝기 때문에 빛은 실제로 그렇게 멀리 여행하지 않습니다." 그러나 천문학자들이 우주의 거리를 측정하는 데 사용하는 방법은 일반적으로 논리적이고 과학적입니다. 그들은 과거에 대한 진화론적 가정에 의존하지 않습니다. 더욱이, 그것들은 (역사 과학이나 자연 과학과 반대되는) 관찰 과학의 일부이며 현재 시도되고 테스트되고 있습니다. 별이나 은하까지의 거리를 결정하기 위해 원하는 만큼 실험을 반복할 수 있지만 매번 동일한 답을 얻을 수 있습니다. 그러므로 우리는 우주가 실제로 매우 크다고 믿을 만한 이유가 있습니다. 사실 우주의 놀라운 크기는 하나님께 영광을 돌립니다(시 19:1).

일부 기독교인들은 신이 지구로 가는 길에 먼 별들로부터 광선을 창조했다고 추측합니다. 결국 아담은 아기에서 자랄 시간이 필요하지 않았습니다. 전능자가 아담을 성인으로 나타내셨기 때문입니다. 또한 우주는 이미 진화했고 따라서 아마도 빛도 그 과정에서 만들어졌을 것이라고 주장합니다. 물론, 우주는 실제로 첫 주 직후에 기능하도록 창조되었으며, 실제로 우주의 많은 측면이 이미 "성숙"하게 되었습니다. 빛이 운송 중에 생성되었다고 가정할 때의 유일한 문제는 우리가 실제로 우주에서 무슨 일이 일어나고 있는지 볼 수 있다는 것입니다. 예를 들어 별이 밝기를 변경하고 움직이는 것을 볼 수 있습니다. 때때로 우리는 폭발하는 별의 목격자가 됩니다. 그것들의 빛이 우리에게 도달했기 때문에 우리는 이것을 봅니다.

그러나 하나님이 이미 그들의 경로에 빛의 광선을 창조하셨다면, 이것은 우리가 우주(6000광년의 거리에서)에서 보는 어떤 사건도 실제로 일어나지 않았다는 것을 의미해야 합니다. 이것은 모든 폭발성 별이 결코 폭발하지 않았거나 전혀 존재하지 않았음을 의미합니다. 즉, 신은 단순히 가상의 사건을 그림으로 그렸습니다. 슈프림이 그러한 환상을 만드는 것은 성격이 맞지 않는 것 같습니다. 그는 우리가 실제 우주를 실제로 탐험할 수 있도록 눈을 주셨기 때문에 우리가 우주에서 보는 사건이 실제로 일어났음을 믿어야 하는 이유입니다. 이러한 이유로 대부분의 창조과학자들은 통과 모드에서 시작된 빛이 가장 좋은 방법별의 먼 주장에 응답하십시오. 먼 별빛에 대한 답이 세속 천문학자들이 하는 모호한 가정에 있다고 제안하겠습니다.

별빛의 여행 시간에 대한 가정과 주장

먼 별빛

어떤 것의 나이를 과학적으로 추정하려는 시도는 여러 가지 가정을 하게 됩니다. 초기 조건, 속도 안정성, 시스템 오염 등에 대해 추측할 수 있습니다. 그리고 이러한 가정 중 적어도 하나가 정확하지 않은 경우 - 이것은 또한 연령 추정치입니다. 때때로 사람들은 잘못된 세계관 때문에 잘못된 추측을 합니다. 멀리 별빛 주장에는 의심스러운 몇 가지 가설이 포함되어 있습니다. 이러한 가정 중 몇 가지를 살펴보겠습니다.

빛의 속도의 불변성

일반적으로 빛의 속도는 시간에 비례한다고 가정합니다. 오늘날의 정상적인 빛의 속도로(진공 상태에서) 6조 km의 거리를 이동하는 데 약 1년이 걸립니다. 마일. 하지만 항상 이런 식이었나요? 현대의 속도 측정이 항상 그랬다고 잘못 판단한다면 현재보다 훨씬 오래된 나이도 잘못 판단하는 것입니다. 그러나 어떤 사람들은 과거에 빛의 속도가 훨씬 빨랐을 것이라고 추측합니다. 그렇다면 빛은 오늘날 걸리는 시간의 극히 일부에 불과한 시간에 우주를 통과할 수 있습니다. 일부 과학자들은 이것이 젊은 우주의 먼 별빛 문제에 대한 해답이라고 믿습니다.

그러나 빛의 속도는 "임의" 매개변수가 아닙니다. 다시 말해, 빛의 속도를 변경하면 모든 시스템에서 에너지 대 질량의 비율과 같은 다른 것들이 변경됩니다. 어떤 사람들은 빛의 속도가 자연의 다른 상수와 관련이 있기 때문에 오늘날과 크게 다르지 않다고 주장합니다. 다시 말해, 빛이 다른 속도로 여행한다면 생명체는 존재할 수 없을 것입니다.

이것은 정당한 우려입니다. 일반 상수가 관련된 방식은 부분적으로 명확합니다. 따라서 우주와 지구 생명체에 대한 빛의 속도 변화의 영향은 완전히 알려져 있지 않습니다. 일부 과학자 그룹은 빛의 속도와 관련된 문제를 적극적으로 조사하고 있습니다. 다른 전문 과학자들은 일정한 빛의 속도를 가정하는 것이 가장 합리적이며 먼 별빛 문제에 대한 해결책이 다른 곳에 숨겨져 있다고 주장합니다.

시간 강성 가설

많은 사람들은 시간이 모든 조건에서 같은 속도로 흐른다고 믿습니다. 이 가정은 매우 합리적으로 보이지만 실제로는 잘못된 것입니다. 그리고 여러 가지가 있습니다 다양한 방법, 시간의 불안정한 특성으로 인해 먼 별빛이 성경적 시간 범위 내에서 지구에 도달할 수 있습니다.

알버트 아인슈타인은 시간이 흐르는 속도가 운동과 중력에 달려 있다는 것을 발견했습니다. 예를 들어 물체가 빛의 속도에 가깝게 매우 빠르게 움직이면 시간이 느려집니다. 이것을 "시간 팽창"이라고 합니다. 따라서 시간을 거의 빛의 속도로 가속할 수 있다면 시계는 너무 느리게 작동합니다. 그리고 그들이 빛의 속도에 도달하면, 그들은 완전히 멈출 것입니다. 이것은 시계의 문제가 아닙니다. 시간 자체가 느려지기 때문에 특정 디자인에 관계없이 효과가 발생합니다. 마찬가지로 시간의 움직임은 중력과 함께 느려집니다. 예를 들어, 해수면이 중력의 근원에 더 가깝기 때문에 해수면의 시계는 산보다 다소 느리게 작동합니다.

중력의 속도나 힘이 시간의 범위에 영향을 미칠 수 있다는 것이 믿기 어려운 것 같습니다. 일상의 경험감지할 수 없습니다. 우리가 갈 때 동의 차량, 시간은 우리가 가만히 서 있을 때와 같은 속도로 지나간다. 그러나 실제로 이것은 우리가 빛의 속도에 비해 매우 느리게 움직이고 지구의 중력이 너무 약하여 시간 팽창의 영향도 그에 따라 매우 작기 때문에 발생합니다. 그러나 시간 팽창 효과의 신뢰성은 원자 시계로 측정되었습니다.

시간은 관점에 따라 다른 지표와 함께 흐를 수 있으므로 한 사람이 오래 지속되고 측정하는 이벤트는 다른 사람이 동일한 측정을 할 때와 비교할 때 시간이 매우 적게 걸립니다. 이것은 먼 별에도 적용됩니다. 지구에 도달하는 데 수십억 년이 걸리는 빛(심우주의 시계로 측정)은 지구의 시계로 측정할 때 겨우 수천 년 만에 표면에 도달할 수 있습니다. 이것은 지구가 중력 우물 안에 있다면 자연스럽게 일어날 것입니다. 이에 대해서는 아래에서 논의할 것입니다.

많은 세속 천문학자들은 우주가 무한히 크며 무한한 수의 은하가 있다고 가정합니다. 이것은 입증된 적이 없으며 이러한 결론에 이르게 할 수 있는 증거도 없습니다. 따라서 이것은 차례로 맹목적인 믿음의 도약입니다. 그러나 이 주장 대신에 또 다른 가정을 도입한다면 완전히 새로운 결론을 도출하게 될 것입니다. 우리 태양계가 은하의 최종 분포의 중심 근처에 있다고 가정해 봅시다. 그리고 켜져 있지만 이 순간이것은 증명할 수 없으며 그러한 가설은 완벽하게 합리적인 가능성이기 때문에 증거와 매우 일치합니다.

이 경우 지구는 중력 우물에 있게 됩니다. 이 용어는 우리 환경에서 더 깊은 공간으로 무언가를 끌어내려면 에너지가 필요하다는 것을 의미합니다. 이 중력 우물에서 우리는 추가 중력을 "느끼지" 않을 것이지만 지구(또는 태양계의 어느 곳이든)에서 시간은 우주의 다른 곳보다 더 느리게 흐를 것입니다. 이 효과는 오늘날 거의 입증되지 않았지만 과거에는 훨씬 더 강력했을 수 있습니다. (대부분의 천문학자들이 믿는 것처럼 우주가 팽창하고 있다면, 물리학은 세계가 더 작으면 그러한 효과가 더 강할 것이라고 말합니다.) 그러한 경우 지구에 있는 시계는 깊은 우주에 있는 시계보다 훨씬 느리게 시간을 표시합니다. 따라서 가장 먼 은하에서 오는 빛은 지구의 시계로 측정할 때 불과 몇 천 년 만에 지구에 도착할 것입니다. 이 아이디어는 확실히 흥미롭습니다. 그리고 해결해야 할 수학적 세부 사항이 몇 가지 더 있지만 그러한 가정은 확실히 합리적인 것입니다.

동기화 가정

시간의 상대성이 중요한 또 다른 방법은 동기화 주제와 관련이 있습니다. 즉, 동기화된 시간을 읽도록 시계를 설정하는 방법입니다. 상대성 이론은 동기화가 절대적이지 않다는 것을 보여주었습니다. 즉, 한 사람이 두 개의 동기화된 시계를 측정하는 경우 다른 사람(두 번째 속도로 이동)이 반드시 이 두 개의 동기화된 시간 펄스를 측정하지는 않습니다. 시간 팽창과 마찬가지로 이 효과는 측정하기에 너무 작기 때문에 반직관적입니다. 대부분우리의 일상적인 경험.

비행기가 2시간 비행을 위해 오후 4시에 특정 도시를 출발한다고 상상해보십시오. 그러나 비행기가 착륙한 시간은 16시였다. 비행기가 출발과 동시에 도착했기 때문에 즉석 여행이라고 할 수 있습니다. 이것이 어떻게 가능한지? 답은 시간대에 있습니다. 비행기가 현지 시간으로 오후 4시에 켄터키를 떠났다면 실제 현지 시간으로 오후 4시에 콜로라도에 도착할 것입니다. 물론 비행기를 탄 승객들은 2시간 동안의 여행을 경험합니다. 따라서 여행은 현지 시간으로 측정하여 2시간이 걸립니다. 그러나 비행기가 서쪽으로 이동하는 한(그리고 충분히 빠른 경로를 제공하는 한) 현지 시간으로 측정할 때 항상 자연스럽게 출발한 시간에 도착할 것입니다.

지역 시간과 세계 시간에 해당하는 우주 시간이 있습니다. 지구에 대해 움직이는 빛은 서쪽으로 날아가는 비행기와 같지만 지구 자체는 항상 같은 우주 현지 시간에 머물러 있습니다. 오늘날 대부분의 천문학자들은 우주 표준시(100광년은 100년)를 주로 사용하지만 역사적으로 우주 현지 시간은 항상 표준이었습니다. 따라서 성경은 사건을 보고할 때 우주의 현지 시간을 사용하는 것일 수 있습니다.

하나님이 4일에 별을 창조하셨기 때문에 그들의 빛은 4일에 별을 떠나 우주 현지 시간으로 4일에 지구에 도달했습니다. 우주의 현지 시간으로 측정하면 모든 은하의 빛은 4일째에 지구에 도달합니다. 어떤 사람들은 빛이 수십억 년 동안 여행할 것이라고 주장하면서 부인할 수도 있습니다(비행기 승객은 2:00 비행을 경험하기 때문에). 그러나 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 빛은 시간의 흐름을 경험하지 않으므로 여행은 순간적일 것입니다. 자, 이 생각은 먼 별빛이 성경적 시간 척도로 지구에 도달할 수 있는 이유일 수도 있고 아닐 수도 있지만, 지금까지 아무도 성경이 우주적 현지 시간을 사용하지 않는다는 것을 증명할 수 없었습니다. 따라서 이것은 흥미로운 가능성입니다.

자연주의의 가정

성경에 반대하는 대부분의 주장에서 가장 관련 없는 가정 중 하나는 자연주의의 가정입니다. 자연주의는 자연이 "모든 것"이라는 믿음입니다. 자연주의의 지지자들은 모든 현상이 자연법칙의 관점에서 설명될 수 있다고 가정합니다. 이것은 맹목적인 가정일 뿐만 아니라 분명히 반성경적입니다. 성경은 하나님이 자연법칙에 구속되지 않으신다는 점을 분명히 합니다(결국 자연법칙은 그분의 법입니다). 물론 그분은 자연의 법칙을 사용하여 그분의 뜻을 행하실 수 있습니다. 사실, 자연 법칙은 하나님이 우주를 끊임없이 유지하는 방법으로 볼 수 있습니다. 그러나 그의 본질은 초자연적이며 자연법의 한계를 넘어 작용할 수 있습니다.

이것은 확실히 창조 주간에 일어났습니다. 하나님은 놀라운 방법으로 우주를 창조하셨습니다. 아무 재료도 사용하지 않고 무에서 창조하셨습니다(히브리서 11:3). 오늘날 신은 새로운 별이나 새로운 종류의 존재를 창조하는 일을 하고 있지 않습니다. 일곱째 날이 되기 전에 창조를 완성하셨기 때문입니다. 오늘날 하나님은 우주를 창조하신 것과는 다른 방식으로 우주를 유지하고 계십니다. 그러나 자연주의자는 우주가 오늘날 작동하는 것과 같은 방식으로 창조되었다고 잘못 가정합니다. 물론, 이 가정을 대부분의 다른 것들에 적용하는 것은 터무니없을 것입니다. 예를 들어, 손전등은 전기를 빛으로 바꾸어 작동하지만 다른 법칙 때문에 작동합니다.

별은 창조주간에 창조되었고 하나님께서 우리가 볼 수 있도록 만드셨기 때문에 먼 빛이 지구에 오는 방식은 초자연적일 가능성이 큽니다. 과학은 하나님이 오늘날 세상을 어떻게 유지하고 계시는지 조사할 수 있을 뿐이기 때문에 우리는 하나님의 이전 행동을 현대 과학 메커니즘의 관점에서 이해할 수 있다고 가정할 수 없습니다. 오늘날 관찰되는 자연적 과정으로 설명할 수 없다는 근거로 초자연적 행위가 사실이 아니라고 주장하는 것은 합리적이지 않다.

"하나님이 성경 시대에 지구에 별빛을 가져오기 위해 자연적인 과정을 사용하셨습니까? 그렇다면 어떤 메커니즘이 관련되어 있습니까?" 그러나 자연적 메커니즘이 분명하지 않다면 그것은 분명히 초자연적 창조에 대한 증거가 아닙니다. 그래서 불신자는 자연주의의 가정을 사용하여 먼 별빛이 성경적 시대를 논박한다고 엄숙하게 선언할 때 미묘한 형태의 순환적 추론에 관여합니다.

가벼운 여행 시간: 자율 규제 주장

많은 빅뱅 지지자들은 위의 가정을 사용하여 빛의 시간 문제로 인해 성경적 타임라인이 정확할 수 없다고 주장합니다. 그러나 이 주장은 자멸적입니다. 빅뱅은 쉽게 움직이는 역학의 문제가 있기 때문에 이것은 작은 실수가 아닙니다. 이 모델에서 빛은 약 140억 년이라는 빅뱅의 적절한 기간 내에서 가능한 것보다 훨씬 더 먼 거리를 이동해야 합니다. 이것은 "수평선 문제"라고 불리는 빅뱅에 대한 심각한 문제입니다. 아래는 세부 사항입니다.

수평선 문제

빅뱅 모델에서 우주는 특이점이라는 무한히 작은 환경에서 시작하여 빠르게 팽창합니다. 빅뱅 모델에 따르면, 우주가 아직 아주 작을 때 다른 곳에서 발산하는 온도가 발생합니다. 점 A는 뜨겁고 점 B는 차갑다고 가정합니다. 오늘날 우주는 팽창했고 점 A와 B는 이제 넓게 분리되었습니다.

그러나 우주는 가장 잘 알려진 은하를 훨씬 능가하는 장거리에 걸쳐 매우 균일한 온도를 가지고 있습니다. 즉, 오늘날 점 A와 B는 거의 동일한 온도를 가지고 있습니다. 우리는 우주의 모든 방향에서 마이크로파 형태로 나오는 전자기 복사를 보았기 때문에 이것을 압니다. 이것을 "우주 마이크로파 배경"(CMB)이라고 합니다. 방출 주파수는 2.7K(-455°F)의 특성 온도를 가지며 모든 방향에서 매우 균일합니다. 온도는 105에서 한 부분만 벗어납니다.

문제는 다음과 같습니다. 점 A와 B는 어떻게 같은 온도를 얻었습니까? 이것은 에너지 교환을 통해서만 가능합니다. 이것은 많은 시스템에서 발생합니다. 예를 들어, 커피에 넣은 얼음 조각을 생각해 보십시오. 얼음은 데워지고 커피는 식으면서 에너지를 교환합니다. 마찬가지로 A점은 B점에 전자기 복사(빛)의 형태로 에너지를 줄 수 있습니다. 빠른 길빛보다 빠르게 이동할 수 있는 것은 없기 때문에 에너지 전달. 그러나 동일과정설과 자연주의를 포함한 빅뱅 가정을 사용하면 빛이 A에서 B로 이동하는 데 140억 년 동안 시간이 충분하지 않았습니다. 이 지점은 너무 멀리 떨어져 있습니다. 이것은 변위 문제이며 심각한 문제입니다. 결국, 오늘날 A와 B는 거의 같은 온도이므로 여러 번 빛을 교환했을 것입니다.

"빅뱅" 지지자들은 광시간 문제를 해결하기 위해 여러 가지 가정을 제안했습니다. 가장 인기있는 것 중 하나는 "인플레이션"입니다. "인플레이션" 모델에서 우주에는 정상 인플레이션과 급속 인플레이션이라는 두 가지 팽창이 있습니다. 우주는 정상 속도로 시작하는데, 실제로는 상당히 빠르지만 후속 단계에 비해 느립니다. 그런 다음 우주가 훨씬 빠른 속도로 팽창하는 인플레이션 단계에 잠시 들어갑니다. 나중에 우주는 정상 속도로 돌아갑니다. 이 모든 것은 별과 은하가 형성되기 훨씬 이전의 초기 단계에서 발생합니다.

인플레이션 모델은 포인트 A와 B가 에너지를 교환할 수 있도록 하고(첫 번째 정상 팽창 동안), 인플레이션 단계에서 다음까지 격퇴합니다. 광활한 거리그들이 오늘 어디에 있는지. 그러나 인플레이션 모델은 증거가 전혀 없는 이야기에 불과합니다. 이것은 빅뱅을 상충되는 관측으로 평준화하기 위한 추측일 뿐입니다. 또한 인플레이션은 그러한 인플레이션의 원인과 그것을 해제하는 우아한 방법과 같은 "빅뱅" 모델에 추가적인 문제와 어려움을 추가합니다. 점점 더 많은 세계의 천체 물리학자들이 이런저런 이유로 인플레이션을 거부합니다. 분명히 지평선 문제는 빅뱅의 주요 이동 시간 문제로 남아 있습니다.

비평가는 성경의 창조가 움직이는 데 문제가 없는 밝은 중간 빛을 가지고 있기 때문에 "빅뱅"이 성경보다 기원에 대한 더 나은 설명이라고 제안할 수 있습니다. 그러나 그러한 주장은 이성적이지 못하다. 빅뱅은 빛의 운동 자체에 문제가 있기 때문이다. 두 모델에 심각한 의심이 포함되어 있으면 한 모델을 다른 모델에 대해 지원하는 데 사용할 수 없습니다. 이것이 빅뱅에 찬성하여 성경을 제거하기 위해 먼 별빛을 사용할 수 없는 이유입니다.

결론

그래서 우리는 창조 비평가들이 젊은 우주에 대한 논쟁으로 먼 빛을 적용하기 위해 몇 가지 가정을 사용해야 한다는 것을 보았습니다. 그리고 이러한 가설 중 상당수는 의심스럽습니다. 빛은 항상 오늘날의 속도로 움직인다는 것을 알고 있습니까? 이것은 합리적일 수 있지만, 특히 하나님께서 초자연적인 방식으로 행동하신 창조주간에 이것을 절대적으로 확신할 수 있습니까? 성경이 "우주 세계시", 그리고 빛이 즉시 지구에 도달하는 가장 일반적인 "우주 현지 시간"이 아닌가요?

우리는 시간의 흐름 속도가 고정되어 있지 않다는 것을 압니다. 그리고 비록 세속적인 천문학자들은 시간이 상대적이라는 것을 잘 알고 있지만, 그들은 이 효과가 (그리고 항상 그랬듯이) 무시할 만하다고 가정합니다. 그러나 이것이 그렇다고 확신할 수 있습니까? 그리고 하나님께서 만물을 초자연적으로 창조하신 창조주간에 별들이 창조되었기 때문에 멀리 떨어진 별빛이 완전히 자연적으로 지구에 도착했다는 것을 어떻게 확신할 수 있습니까? 또한 빅뱅 옹호자들이 성경적 창조에 반대하기 위해 먼 빛을 사용할 때, 빅뱅 자체의 시간 문제가 있기 때문에 자기 규제에 반대하는 주장을 사용하는 것입니다. 위의 모든 것을 고려하면 먼 별빛이 수천 년의 성경적 시간 척도에 대해 항상 정당한 주장이 아니었음을 알 수 있습니다.

창조과학자들이 먼 별의 문제에 대한 가능한 해결책을 탐색할 때 우리는 또한 우주의 젊음과 일치하는 증거의 몸체를 염두에 두어야 합니다. 우리는 수십억 년 동안 존재할 수 없는 회전 나선 은하를 봅니다. 인식할 수 없을 정도로 왜곡될 것이기 때문입니다. 수십억 년 동안 존재할 수없는 많은 뜨거운 파란색 별이 우리 눈앞에서 열립니다. 우리 태양계에서 우리는 혜성이 붕괴하고 붕괴하는 것을 목격하고 있습니다. 자기장, 또한 수십억 년 동안 존재할 수 없는 정보와 다른 사람들이 태양계비슷한 것을 가지고 있습니다. 물론 그러한 주장에는 과거에 대한 가정도 포함됩니다. 그렇기 때문에 과거에 대해 확실히 알 수 있는 유일한 방법은 결국 목격자가 작성한 신뢰할 수 있는 역사적 기록을 통해서입니다. 그것이 바로 우리가 성경에 가지고 있는 것입니다.