물리 잘 아시는분...

빛의 속도의 절대성은 맥스웰 방정식에서 따라나온다고 알고 있습니다.

버스안에 있는 승객은 버스 안에서 보면 정지해있는걸로 보이는데 밖에 보행자가 보기엔 버스와 같이 움직이는걸로 보이죠. 하지만 빛은 버스안에 있던 버스 밖에 있던 같은 속력으로 관측됩니다. 이걸 설명하는게 버스와 밖의 시공간이 다르게 돌아가서 결국엔 같은 빛의 속도를 측정한다는거죠.

수학으로 이해하는거라 ...
수학을 다시 공부하셔야 하는걸거에요. 그것도 높은 수준으로...
이론 물리학자들은 여러가지 현상의 관찰과 상상력등이 합쳐서 나중에 그걸 수학으로 증명하는거에요.
그들에겐 수학은 언어로 취급 받습니다.
일반상대성의 경우는 수학을 모르고는 지금 위에 써주신수준으로 알아듣지도 못합니다.

베른 도서관 특허국의 청년은 이와는 별개로 비슷한 결과를 얻게된다. 전자기파의 일종인 빛은 맥스웰 방정식으로 그 속도가 구해질 수 있었는데 이상하게도 이 식에는 빛의 발신지와 수신지의 속도에 대한 언급이 들어가있지 않았다. 맥스웰 방정식에는 첫번째 글의 주제인 갈릴레오의 상대성 원리가 성립하지 않는것이었다. 빛의 속도는 좌표계의 영향을 받지 않는 것처럼 보인다. (좌표계에 대한 설명은 첫번째 글에 적었기때문에 굳이 하지 않겠다.) 정식으로 물리학을 배우지 않았던 청년은 이를보고 '빛의 속도는 관찰자에 상관없이 일정하다.' 라는 가설을 세워 새로운 이론을 만들어 간다. 이 이론은 특수 상대성이론으로 불린다.
-블로그에서 퍼온 글입니다.

수학을 알아야 한다는게, 맥스웰 방정식이 참이라고 가정했을때 그걸 수학적으로 계산하면 빛의 속도가 상수로 나오는가봐요(문과는 웁니다)
전 그래서 상대성이론 관련 교양글 같은거 볼때 시간이라는 개념 자체를 오히려 관찰자 입장에서 빛이 지나간 거리로 이해합니다. 1광년이 빛이 1년간 달린 속도가 아니라 빛이 1광년을 갈때 관찰자 입장에서 1년이 지나가는거라고말이죠.

빛의 속도의 절대성은 우선 1. 멕스웰 방정식에서 나옵니다. 정확히는 전자기파에서인데...어떤 책을 읽으셨는지 모르겠지만 해당 내용을 재밌게 다룬 책들이 몇 권 있습니다.E=mc^2같은 책들이요.
아니면 민코프스키 다이아그램이라고 찾아보세요. 그림없이 댓글이라 설명이 어렵긴한데 민코프스키 다이아그램에서는 y축이 시간이고 x축이 공간이며 이때 광속은 y=x로 표현되게 단위를 맞추구요.등속으로 운동하고 있는 속도가 있는 물체는 자신의 속도에 따라 일직선으로 표현됩니다.
"이 물체 입장에선 자신의 속도축이 자신의 시간축입니다." 이 문장을 이해하실 수 있다면 본인이 품고계신 상대성이론의 의문을 이해하신 것일꺼에요.

저도 깊게 아는 것은 아니지만 과학에서 왜왜왜왜를 따져나가다 보면 생각보다 ‘왜 그런지는 아직 모른다’에 빨리 부딪히게 되더라구요.
매니아에 한 이공계 전공자분이 올린 과학철학 이야기 시리즈가 있는데, 제 생각에는 상대성이론 자체에 대한 이해보다 이 글을 한 번 읽어보시는게 좋지 않을까 싶습니다.

https://nbamania.com/g2/bbs/board.php?bo_table=freetalk&wr_id=3709672

특수 상대성 이론을 이해하는데는 그리 복잡한 수학이 필요하지 않습니다. 원리적으로는 중학교 수준의 수학만 알면 됩니다.
빛의 속도의 절대성이 맥스웰 방정식에서 이론적으로 예측된건 사실이지만 그게 빛의 속도가 절대적인 이유에 대해서는 말해주지 않아요. 단지 실험적으로 관측한 빛의 속도가 관찰자의 속도에 대해 일정하다는게 실제로 관찰되었고(마이컬슨-몰리 실험) 이를 빛의 속도가 모든 관찰자에 대해 (진공에서)일정하다는 것과 모든 물리법칙이 관성좌표계에서는 동일해야한다는 상대성 원리를 묶어 특수 상대성 이론을 만들어낸 것이죠. 물론 이를 조금더 수학적으로 체계화 시켜 민코프스키 공간/로렌츠 텐서 등의 조금더 심화된 수학적 개념으로 확장했습니다.
여기에 아인슈타인은 중력과 관성력이 질량에 비례한다는 성질과, 특수 상대성이론에서 얻은 결론들, 그리고 실제 모든 물체의 움직임에서 엄밀히 관성계라고 불릴만한 관찰자가 없다는 사고로부터 비관성계에 대한 상대성 이론, 즉, 비관성계에 대해 물리법칙이 어떤 규칙을 통해 변환될지를 알려주는 일반 상대성 이론을 만들게 된 것이죠. 일반 상대성 이론은 물론 수학적으로도 엄청 어렵습니다.
그러나 특수 상대성 이론의 기초 부분은 기초적인 아이디어나 설명은 중학교 수준의 수학과 간단한 사고실험(광자시계)로 이해하는게 가능하고, 실제로 고교과정 물리와 일반물리에 들어있는 내용입니다.
결론적으로 이야기 하면, 맥스웰 방정식에서는 기존 빛의 속도가 관성관찰자의 속도에 무관하게 일정했고, 이것이 실험적으로 관찰되었고, 아인슈타인은 빛의 속도가 일정하다는 것을 이론의 공리에 집어넣어 특수 상대성 이론을 발견한 것입니다. 따라서 빛의 속도가 일정한 이유는 설명할 수 없고 관찰된 사실로 받아들이는게 맞습니다.

과학은 why가 아니라 how를 밝히는 학문입니다. 빛의 속도가 왜 불변인가요?라는 질문의 답은 우린 현재 알 수 없죠^^

책의 깊이와 체계적인 설명을 대체할 순 없지만
유튜브 동영상도 장점이 많더군요
그림과ㅜ설명을 함께 하니
이해가 훨씬 쉬워요

유튜브 채널 중 지식보관소 추천드립니다