빛이 도착하는 데 시간이 걸릴까?

그때 그곳

1670년대 파리 천문대는 유럽에서 가장 좋은 망원경을 갖고 있었습니다. 당시 천문학자들에게 가장 급한 실용 과제는 바다 위에서 자기 위치를 아는 일이었습니다. 그러려면 어디서든 똑같이 볼 수 있는 하늘의 시계가 필요했고, 목성의 위성이 목성 뒤로 숨는 시각이 그 시계로 쓰였습니다.

왜 이 질문이었나

덴마크에서 온 젊은 조수 뢰머는 그 시각을 몇 해에 걸쳐 기록했습니다. 그런데 계산한 시각과 실제 시각이 자꾸 어긋났습니다.

어긋나는 방식에 규칙이 있었습니다. 지구가 목성에서 멀어지는 시기에는 예정보다 늦었고, 가까워지는 시기에는 일렀습니다. 최대 차이가 22분이었습니다.

위성이 계절 따라 게을러질 리는 없습니다. 그렇다면 늦은 것은 위성이 아니라 소식입니다.

알아낸 것

빛에는 속도가 있습니다. 지구가 목성에서 멀리 있을 때는 빛이 그 여분의 거리를 건너오느라 시간이 더 걸리고, 그만큼 소식이 늦게 도착합니다.

뢰머는 그 22분이 지구 궤도의 지름을 빛이 건너는 시간이라고 봤습니다. 이 값에서 빛의 속도가 나옵니다. 지금 값보다 조금 작게 나왔지만, 자릿수는 맞았습니다.

중요한 것은 숫자가 아닙니다. **빛이 무한히 빠르지 않다**는 것을 처음 보인 관측이라는 점입니다.