앨버트 에이브러햄 마이컬슨

3. 광속 측정 연구

1887년, 케이스 웨스턴 리저브 대학교의 동료 에드워드 몰리와 함께 마이켈슨-몰리 실험을 수행했다. 이 실험은 빛이 이동하는 가상 매질인 에테르에 대한 지구의 예상되는 운동을 측정하기 위한 것이었으나, 결과는 에테르를 검출하지 못했다는 영(0) 결과였다. 마이컬슨은 이후 수년 동안 더욱 정밀하게 실험을 반복했지만, 에테르를 측정할 수 없었다. 마이켈슨-몰리 실험 결과는 물리학계에 큰 영향을 주었고, 헨드릭 로렌츠가 로렌츠 수축 방정식을 고안하는 계기가 되었다.

알베르트 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 개발할 때 마이켈슨-몰리 실험 결과를 알고 있었는지에 대해서는 역사적으로 논쟁이 있었지만, 아인슈타인은 이 실험에 대해 "내가 직접적으로 영향을 받았다고 의식하지 못했습니다... 나는 그것이 사실이라고 당연하게 여겼을 뿐입니다."라고 말했다.^[42] 이 실험은 오늘날 검출 가능한 에테르가 없음을 보여주는 전형적인 실험으로 간주된다.^[43][44]

마이컬슨과 몰리는 장비의 정밀도 덕분에 원자 스펙트럼 선의 미세 구조에 대한 정확한 값을 처음으로 얻을 수 있었다.^[45] 1916년 아놀드 조머펠트는 미세 구조 상수를 도입하여 이에 대한 이론적 설명을 제시했다.

3. 1. 초기 측정 (애너폴리스 실험)

3. 2. 뉴컴과의 협력 및 추가 측정

3. 3. 윌슨 산 및 룩아웃 산 측정

3. 4. 진공관을 이용한 최종 측정

4. 마이컬슨-몰리 실험

1887년, 웨스턴 리저브 대학교의 에드워드 윌리엄 모리와 함께 당시 빛의 매질로 가정되었던 에테르를 검출하기 위해, 공전 운동하는 지구와 에테르의 상대 운동에 의한 빛 파동의 간섭을 검출하는 실험(마이컬슨-몰리 실험)을 반복했다.^[54][55] 그러나 에테르가 빛의 매질로 존재한다면 당연히 발생해야 할 간섭 현상이 발견되지 않았다. 마이컬슨은 그 결과에 놀라, 이듬해에도 정밀도를 높여 실험을 반복했지만 역시 간섭은 일어나지 않았다. 이 실험 결과의 영향은 컸고, 간섭이 일어나지 않았던 것을 설명하기 위해 헨드릭 안토온 로런츠가 로렌츠 수축 방정식을 고안할 정도였다.

이것은 모든 방향으로 운동하는 물체에서 관측하는 광속은 항상 일정하다는 "광속 불변의 원리"의 발견으로 이어져, 후에 알베르트 아인슈타인의 특수 상대성 이론의 근거가 되었다. 따라서 매우 의미 있는 실패라고 할 수 있다. 참고로, 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 구성할 때 마이컬슨-몰리 실험을 알고 있었는지 여부에 대한 역사적 논쟁도 있었다.

5. 천문 간섭계 연구

1920년부터 1921년에 걸쳐, 마이컬슨과 프랜시스 피즈(Francis Pease)는 윌슨 산 천문대의 천체 간섭계를 사용하여 베텔게우스의 지름을 측정하면서, 세계 최초로 태양 이외의 항성 지름을 측정했다.^[37] 이 기법은 나중에 앙투안 라베리(Antoine Labeyrie)가 발전시켰다.

중력파는 레이저 광원을 사용하는 마이컬슨 간섭계를 이용하여 검출된다. 2020년에는 세 개의 마이컬슨 간섭계 중력파 검출기가 가동 중이었고, 네 번째 검출기가 건설 중이었다. 이러한 마이컬슨 간섭계는 길이 4km의 팔을 가지고 있으며, 서로 90도 각도를 이루고 있고, 빛은 전체 길이에 걸쳐 지름 1m의 진공관을 통과한다. 지나가는 중력파는 한쪽 팔을 약간 늘리는 동시에 다른 쪽 팔을 짧게 한다. 이것은 바로 이러한 마이컬슨 간섭계가 가장 민감하게 반응하는 움직임이다. 2020년 현재 이러한 마이컬슨 간섭계를 사용하여 15개의 중력파 사건이 관측되었다.

6. 기타 연구 및 업적

1890년대에 마이컬슨은 푸리에 급수의 계수를 계산하고 그 부분합의 그래프를 그리는 기계 장치인 고조파 분석기를 제작했다. 그와 새뮤얼 웨슬리 스트래턴은 1898년 ''미국 과학 저널(American Journal of Science)''에 이 기계에 대한 논문을 발표했다.^[46][47]

7. 수상 및 영예

• 영국 왕립학회^[56], 미국국립과학원, 미국물리학회, 미국과학진흥협회 회원
• 럼퍼드 메달 (1888)
• 마테우치 메달 (1903)
• 노벨 물리학상 (1907)
• 코플리 메달 (1907)
• 엘리엇 크레슨 메달 (1912)
• 헨리 드레이퍼 메달 (1916)
• 쥘 장생 메달 (1922)
• 왕립천문학회 금메달 (1923)
• 프랭클린 메달 (1923)
• 알버트 메달 (1920)

8. 대중문화에서의 등장

TV 드라마 ''보난자(Bonanza)'' 시즌 3 에피소드 26("별을 보라(Look to the Stars)", 1962년 3월 18일 방송)에서 벤 카트라이트(로언 그린(Lorne Greene))는 16세의 마이컬슨(25세의 더글러스 램버트(Douglas Lambert, 1936–1986)가 연기)이 미국 해군사관학교(U.S. Naval Academy)에 입학할 수 있도록 돕는다. ''보난자''는 마이컬슨이 해군사관학교에 가기 전 부모님과 함께 살았던 네바다주 버지니아시티(Virginia City, Nevada)와 그 주변을 배경으로 한다. 에피소드 말미의 내레이션에서 그린은 마이컬슨의 1907년 노벨상 수상을 언급한다.^[48]

노먼 맥린(Norman Fitzroy Maclean)은 에세이 "당구는 좋은 게임이다(Billiards Is a Good Game)"에서 대학원생 시절 마이컬슨이 당구 치는 모습을 정기적으로 지켜본 경험을 바탕으로 마이컬슨을 평가했다. 이 에세이는 ''노먼 맥린 독자(The Norman Maclean Reader)''(O. Alan Weltzien 편, 2008)에 수록되어 있다.

참조

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