빛에 대한 신기한 사실들.. 이정도는 알아야쥬?

 

빛(Light)

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비교적 파장이 짧은 전자기파.



 

우리가 보는 태양은 빨간색이다

 

 

하지만 우주에서 태양을 보면 다르다

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지구에서는 대기에서 빛이 산란하지만

우주에서는 산란할 일이 없기에 태양이 하얀색으로 보인다

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반대로 금성에서는 대기가 너무 두껍기 때문에 태양빛을 볼 수 없다




 

인간의 몸에서도 빛이 나온다

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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

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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?

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

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​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

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

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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

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인간이 3종류의 원추세포, 개가 2종류의 원추세포로 세상을 본다면

갯가재는 16종류의 원추세포를 가지고 있어서

이 갯가재가 세상을 어떻게 바라보는지 도저히 상상할 수가 없다

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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

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대체 왜 특정한 파장의 빛을 반사해 우리에게 색을 느끼게 할까??

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

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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.

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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

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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.

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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.

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빛은 각기 다른 매질을 통과할때 속도가 느려지며 굴절된다

(거시적으로 볼때 느려지지만

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

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

(개미야 미안해...)
 

 

태양빛을 잘만 모은다면 돌도 녹이기 쉽다

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빛에도 운동량이 존재한다

 

 

SD카드만한 면적에 가하는 힘이 0.000000001파운드

즉, 1킬로그램의 20억분의 1

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

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약해보일 수 있지만...

 

면적이 커진다면 ?

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

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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

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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.

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개똥벌레의 빛은 차갑다

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개똥벌레는 화학반응을 통해 100%에 가까운 효율의 빛을 발산하는데

이는 인간이 상용화시킨 최신 LED 조명보다 훨씬 앞선 효율이다

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큰 에너지를 가진 감마선이 빛보다 빠르게 이동하면

파란색 빛을 발광하는 '체렌코프 현상' 이 나타난다

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

물속에서 느려진 빛의 속도보다 빠르다는 뜻이다.

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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.

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300개에 달하는 물탱크는 각각 이 역할을 수행하며,

300여개의 데이터가 제어실로 보내져

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

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끝.