흥미로운 물리학 (30) 썸네일형 리스트형 보이지 않는 물질? '암흑 물질(Dark Matter)'이란? - 1편 / 암흑물질 / 암흑에너지 / 현대물리학 / 천체물리학 / 우주 / 다크매터 우리가 살고 있는 세상. 우리가 몸담고 있는 광활한 우주. 이러한 우주는 어떻게 탄생하게 되었을까? 우리는 어디서 왔으며, 어디로 가는가? 이러한 철학적인 질문들은 예나 지금이나 인류의 커다란 궁금증이자 숙제이다. 고대 그리스의 철학자들로부터 출발하여 불과 20세기 초까지만 해도 우리의 우주는 처음부터 존재했던 것이었고, 그 모습은 앞으로도 변함없는 정적인 상태일 것이라고 생각되어왔다. 천문학이 발전함에 따라, 우리가 알고자 하는 우주는 현대에 알려진 그 우주가 되었으며, 우리가 알 수 있는 우주는 그 전체의 질량과 에너지들 중 극히 일부분인 4.9%에 불과하다는 사실이 드러나게 되었다. 나머지 26.8%를 구성하는 것은 암흑물질(Dark matter)이라는 것이고, 나머지는 우주의 팽창과 수축에 관련이.. 신의 입자? 힉스 입자의 발견 - 2편 / 현대물리학 / 입자물리학 / CERN / LHC / 힉스 / 중력 / 질량 지난번 우리는 힉스 입자의 발견 제1편에서, 힉스 메커니즘의 기본적인 개념과 표준모형. 우주를 구성하는 각 입자들과 힘. 그리고 매개입자. 페르미온, 보손 등 기본 배경지식을 주로 갖추는 시간을 가졌다. 힉스 입자는 힉스 메커니즘의 유일한 증거였고, 이것이 존재하지 않는다면 지금까지의 모든 발견은 단지 자발적으로 게이지 대칭성이 깨지는 것과 물질에 질량이 부여되는 것에 대한 그저 흥미로운 이야기의 일환으로 치부될 터였다. 피터 힉스가 최초로 힉스 메커니즘에 대한 논문을 냈던 1962년. 같은 해 미국 펜실베니아 대학교의 한 과학자도 비슷한 연구 결과를 발표한다. 바로 한국계 미국인이었던 이휘소 박사였다. 힉스 메커니즘을 밝혀낼 수 있는 결정적 증거에 힉스 입자라는 이름을 명명한 사람이 바로 이휘소 박사였.. 자유의지는 실존하는가? - 벤자민 리벳 교수의 실험 / 자유의지 / 결정론 / 운명론 / 과학 / 심리 "우리는 자유의지가 없는 세계에서 자유의지가 있는 척 살아가는 것이 최선이다." - 스티븐 호킹 우리의 모든 선택은 과연 정말로 우리가 선택한 것이었을까? 이번 포스팅에서 다루어볼 주제는 바로 인간의 자유의지이다. 여러분은 자신의 생각이나 행동이 모두 자신이 직접 내린 선택과 결정이라고 생각할 것이다. 그것이 당연하다. 매 순간 우리는 주어진 선택지 중 최선이라고 생각하는 선택지를 판단하여 선택을 하고, 나머지 선택지들은 각각 자신들의 과거와 배경지식 등으로 말미암아 그 결과를 상상하고 그 결과, 최종 선택에서 배제되었을 것이다. 이렇듯, 자유의지는 너무나도 우리에게 와 닿으며, 거의 모든 사람이 생각하길 자유의지가 분명히 존재하고, 내 생각과 행동을 나 자신이 통제한다고 믿을 것이다. 나의 선택이 오로.. 차원이란 무엇일까? 차원의 개념을 쉽게 이해해보자! / 물리학 / 수학 / 공간 / 시간 / 좌표 / 시공간 / 11차원 '차원'이라는 것에 대해 깊이 생각해본 적이 있는가? 우리는 일상생활에서 '차원'이라는 단어를 종종 접하고는 한다. 굳이 수학과 물리학, 좌표계를 들먹이지 않더라도 우리가 일상적으로 문화생활을 하며 접하는 여러 만화, 게임, 영화 등의 이야기에서도 '차원'이라는 단어는 자주 등장하며, 더해서 굳이 이런 예시를 찾지 않더라도 우리는 종종 '차원이 다르다'라는 표현이나 '저 친구는 약간 4차원이야.'라는 등, 특정한 상황이나 성질을 '차원'이라는 단어를 넣어서 표현하고는 한다. 그렇다면 과연 '차원'(Dimension)이란 무엇일까? 지금부터 함께 알아보도록 하자. 우선 궁금한대로 국어사전에 쳐 보자. 여기에서는 차원에 대해 그 의미를 3가지로 정리해서 설명하고 있다. 첫째로 수준의 개념 즉, 'Level'.. 신은 정말 존재하는가? - 코펜하겐 해석 / 양자역학 / 파동함수 / 불확정성의 원리 / 닐스 보어 / 현대물리학 / 하이젠베르크 여러 종교는 우주의 탄생을 설명하는 데에 있어서 제각각 다른 주장을 하지만, 대체로 하나의 결로 이어진다. 태초에 전지전능한 신이 있었고, 그 신께서 자신만의 규칙과 계획대로 우주만물을 창조했다고 전해진다는 것이다. 오랜 세월이 지나 똑똑해진 인간들은 이러한 우주를 연구하는데 놀라운 것을 발견한다. 바로 신이 세상을 만들 때, 특별한 규칙이나 계획 없이 세상을 만들었다는 사실이다. 분명 신께서는 규칙과 계획을 갖고 이 우주만물을 창조하셨을 터인데, 인간이 연구한 세계는 그렇지 않다. 그럼 틀린 것은 무엇인가? 주사위 게임처럼 무작위인 세상을 만들었다면, 그것이 정말 신이라고 할 수 있겠는가? 신은 정말로 존재하는걸까? 에 대한 물음은 인류역사를 통틀어 항상 존재해왔고, 그에 대한 대답도 가지가지였지만, .. 양자역학의 위기와 극복 - EPR역설, 그리고 반박 / 현대물리학 / 코펜하겐 해석 / 아인슈타인 / 닐스 보어 / 상대성 이론 / 양자 얽힘 "현실세계를 정확하게 설명할 수 없는 양자역학은 완전한 학문이 아니다." "확률로써 설명하는 코펜하겐 해석은 단지 과학이 충분히 발전하지 못했을 뿐. 아직은 밝혀지지 않은 '숨은 변수'를 찾아내면 미시세계 역시 정확하게 모든 것이 예측 가능해질 것이다." EPR이론. 1935년 아인슈타인이 뜻을 같이하는 과학자들을 모아서 양자역학을 반박하기위해 공동 연구했던 이론이며, 각 과학자들의 이름 앞글자를 따서 EPR이론이라 한다. (Einstein, Podolsky, Rosen) 이 EPR이론에서는 양자역학에 등장하는 '양자 얽힘 현상'도 지적하는데, 이는 서로 멀리 떨어진 입자가 연결되어있다는 이론이다. 코펜하겐 해석에 따르면 서로 양자적으로 얽혀있는 두 입자 중 하나를 파악하면, 다른 하나도 알 수 있게 되.. 양자역학의 위기 - EPR역설, EPR이론 / 아인슈타인 / 코펜하겐 해석 / 양자역학 / 양자중첩 / 파동함수 / 현대물리학 / 솔베이 회의 "신은 결코 주사위 놀이를 하지 않는다." 저번에 포스팅했던 솔베이 회의에서 아인슈타인이 남긴 말이다. 아인슈타인으로 대표되는 고전 역학자들은 코펜하겐 해석을 도무지 받아들이기 힘들었다. 5차, 6차 솔베이 회의에서 아인슈타인의 변형 이중 슬릿 사고 실험, 상자 속의 시계 사고 실험 등이 모두 코펜하겐 학파의 닐스 보어에게 논파당하고 양자역학의 입지가 굳어졌으나 여전히 고전 역학자들은 이 새로운 개념을 받아들일 수 없었던 것이다. 양자역학이 태동하고 본격적으로 발전하는 1900년대 초기에, 과학자들은 우리 눈에는 보이지 않는 미시세계를 연구했다. 그러나 연구를 거듭할 수록 정확한 것은 없고 모른다는 걸 받아들여야 한다는 논지를 펼치는 학파가 있었으니 이것이 '코펜하겐 학파'이다. 닐스 보어, 하이젠베르크.. 하늘은 왜 파랗게 보일까? 하늘이 파랗게 보이는 이유! - 레일리 산란(Rayleigh Scattering) / 산란 / 하늘 / 빛 / 미 산란 / 물리학 / 파장 / 노을 바쁜 현대인들은 일상 속에서 하늘 한 번 올려다보기 힘들다고는 한다. 여러분은 하루에 하늘을 한 번 이상 올려다보는가? 파랗고 청명한 하늘을 바라보며 우리는 마음을 다잡거나, 상쾌한 기분이 되고는 하며, 반대로 붉은 노을을 바라보면 우리는 종종 감성에 젖고는 한다. 하늘이 파랗고 노을이 붉은 사실은 어릴 때부터 '당연한' 일이었겠지만, 과연 하늘이 왜 파랗고 노을이 왜 붉게 보이는지 궁금해한 적은 있는가? 모든 철학과 과학은 이 '당연한 것을 궁금해하는' 행위에서 출발한다. 이번에는 하늘이 왜 파랗게 보이는지에 대해 알아볼 것이다. 하늘이 왜 파랗게 보이는가! 에 대해 설명하기 위해서는 우선, 빛의 특성들을 이해할 수 있어야 한다. 여러 거창한 특성들들이 아니더라도, 단순히 우리가 어떤 물체를 볼 때, .. 이전 1 2 3 4 다음
