SURPRISER

현재 인류가 존재하는 이유는 아마 수많은 행운이 겹친 결과일 것이다. 지구 같은 행성이 존재할 확률도 정말 극히 낮은 확률이며, 지적 생체가 생겨날 수 있었던 것도 기적적인 일이었다. 우리 우주의 물리 법칙이 조금이라도 달랐다면 지금의 인류는 존재하지 않았을 것이다. 어째서 인간은 생명의 탄생을 위해 고도로 미세하게 조정된 것처럼 보이는 우주에 살고 있는 것일까? 무지성주의자들은 이를 설명하기 위해 '신(God)'에 의한 '창조설'을 주장한다. 하지만 우리가 미세하게 조정돼있는 곳에 살고 있다는 사실이 '지적 설계'를 옹호할 수 있는 논리적 근거가 될 수 있을까? 0. 목차 '코페르니쿠스 원리'와 '인류학적 원리'의 대립 우리 우주는 얼마나 절묘한 물리 상수를 가지고 있는가? 약한 인류 원리 강한 인류 ..

멀리 떨어진 곳에 물질을 전송하는 '텔레포테이션(Teleportation, 순간 이동)' 기술은 SF에서 친숙한 기술이다. 그런데 '양자 얽힘(Quantum Entanglement)'이라는 현상을 이용하면 '양자 텔레포테이션(Quantum Teleportation)'이라는 기술을 실현할 수 있다. 실은 이미 '양자 텔레포테이션'은 '양자 정보 통신(Quantum Information Communication)' 기술이나 '양자 컴퓨터(Quantum Teleportation)' 등에 응용되고 있다. '양자 텔레포테이션(Quantum Teleportation)'의 메커니즘에 대해 알아보자.<figure class="ad-wp" contenteditabl..

온도를 내리면 전기 저항이 0이 되는 등 신비한 성질을 나타내는 '초전도체(Supercondeuctor)'는 그 성질을 이용해 여러 가지 응용이 기대된다. 꾸준하게 진행되고 있는 초전도체 실용화의 현황과, 상온 초전도를 목표로 한 연구의 최신 상황에 대해 알아보자. 0. 목차 '초전도'란 무엇인가? '초전도체'의 발견 '고온 초전도체'가 발견되었다. 초고압을 걸면 황화수소가 초전도 상태로 된다? BCS 이론 '상온 초전도체'의 위력 1. 초전도'란 무엇인가? '초전도(Superconduction)'란 어느 온도 이하가 되면 물질 내부에 들어 있는 전자의 상태가 바뀌어 전기 저항이 0이 되는 현상이다. 그리고 액체 질소나 액체 헬륨 등으로 충분히 냉각시키고 나서 강력한 자석 위에 높으면 상태가 유지되는 등..

먼저 '온도'에 대해 생각해 보자. 온도는 대략 고온과 저온으로 생각해 볼 수 있다. '고온'에 대해서는 이미 50만 년 이상 전에 인류가 불을 발견한 이래 다양한 형태로 이용해 왔다. 한편, '저온'의 이용에 관한 인류의 역사는 자연 상태 그대로 이용할 수 있는 '얼음(Ice)'과 '눈(Snow)'를 제외하면 매우 짧다. 불의 역사에 비하면 매우 최근이라고 할 수 있는 18세기 무렵 이후의 일이다. 그 이유는 고온에 비해 저온을 만들어 내는 일이 기술적으로 어렵기 때문이다. 저온을 만들어 내기 위한 냉각 기술이 고안되기 시작한 가장 큰 이유는 기체의 성질을 알기 위해서였다. 기체를 액체로 만들려는 시도가 여러 나라에서 활발하게 이루어졌다. 그러한 흐름을 타고 우리 인류는 '절대 영도(Absolute Z..

현재의 인류는 모닥불보다 훨씬 고온인 다양한 물리 현상을 이용해 고도의 문명을 만들어 내고 있다. 또 '우주의 천체'와 '마이크로 소립자' 등 자연계의 다양한 규모에 수많은 초고온 현상이 있음도 알고 있다. 우리 주변에 있는 고온의 세계와 연구자가 다루는 극한의 고온 현상에 대해 알아보자. 0. 목차 우리 주변의 고온 열과 온도 열기관(Heat Engine) 가장 뜨거운 고체 1만℃를 넘는 세계: 플라스마 1억℃를 넘는 세계: 핵융합 인류가 도달한 최고 온도는 5조 5000억℃ 1. 우리 주변의 고온 인류가 맨 처음 이용한 '고온'은 '불'이다. 주변에서 열에너지를 얻어 이용하는 인간의 행위는 약 100만 년 전의 '불의 사용'에서부터 시작되었다. 당시 지구에 살던 초기 인류인 '호모 에렉투스(Homo ..

0. 목차 빛보다 빨리 움직이는 입자 '타키온' '타키온'이 포함된 '가짜 진공'에서 우주가 시작되었다? 타키온을 증명할 수 있는가? 공상과학물에서의 타키온 1. 빛보다 빨리 움직이는 입자 '타키온' '타키온(Tachyon)'은 '빛보다 빠르게 운동하는 성질을 가진 가상적 입자'에 대한 명칭이다. 광속보다 빠른 입자가 존재할지도 모른다는 예측에서 '타키온'이란 개념이 나왔다. 타키온의 특성 중 가장 기이한 것은 질량이 '허수(음수의 제곱근으로 i라는 기본단위로 표현됨)'라는 점이다.'아인슈타인의 방정식에 질량 m을 im으로 대치하면 놀라운 변화가 일어난다. 갑자기 모든 입자들이 빛보다 빠르게 움직이는 것이다. 타키온은 모든 물체가 빛보다 빠르게 움직이는 희한한 세상에서 살고 있다. 뿐만 아니라 타키온은 ..

0. 목차 미니 블랙홀 미니 블랙홀은 암흑 물질인가? '미니 블랙홀'로 끈이론을 검증한다. 1. 미니 블랙홀 우리가 주로 아는 블랙홀들은 주로 '항성 질량 블랙홀(Stellar-Mass black Hole)'이나 '거대 질량 블랙홀(Super Massive Black Hole)' 등 비교적 큰 블랙홀들이다. 하지만 소립자 크기의 '미니 블랙홀(Mini Blackhole)'이 있을지도 모른다는 설이 있다. 이론적으로는 아무리 작은 것이라도, 아주 작아지면 블랙홀이 된다. 하지만 질량이 작은 것을 그렇게까지 압축할 수 있는 자연 현상은 아직 알려져 있지 않다. 그러면 어떻게 '미니 블랙홀'이 만들어졌을까? '미니 블랙홀'의 제창자인 영국의 물리학자 '스티븐 호킹(Stephen William Hawking, ..

다수의 물리학자들은 시간 여행에 대하여 부정적인 생각을 고수하고 있다. 그 이유는 각 이론의 세부사항을 문제 삼기 때문이 아니라, 시간 여행 자체가 다양한 '역설(Paradox)'를 야기하기 때문이다. 예컨대 당신이 타임머신을 타고 당신이 태어나기 전의 과거로 돌아가 부모님을 살해했다면, 당신은 더 이상 존재할 수 없게 된다. 과학은 논리적으로 타당한 아이디어에 기초를 두고 있으므로, 이것은 결코 가볍게 넘길 문제가 아니다. 시간 여행과 관련해 지금까지 제기된 역설들을 가만히 음미해보면, '역시 시간 여행은 불가능한건 아닐까?'하는 생각이 든다. 시간 여행은 기술적인 면과 사회적인 면에서 온갖 문제점을 양산한다. '래리 드와이어(Larry Dwyer)'는 시간 여행 때문에 생기는 법적 문제, 도덕적 문제..

만약 미래의 어느 시기에 시간 여행이 일상화되어 있다면, 지금 우리 주변은 미래에서 온 관광객들로 북적이고 있어야 하지 않을까? 그러나 우리는 그런 사람들을 볼 수가 없다. 그럼에도 불구하고 물리학자들은 시간 여행의 가능성을 포기하지 않았다. 물리학의 법칙이 타임머신을 금지하지 않는다면, 시간 여행은 분명히 가능하다는 것이다. 이들의 주장은 '불확정성 원리'에 기초를 두고 있다. 이 원리에 의하면, 물리적으로 금지된 사건이 아닌 한, 시간이 충분히 지나면 반드시 일어나게 되어 있다. 고전물리학에서는 불가능한 사건도 '양자적 효과'와 '양자적 요동'이 개입되면 얼마든지 일어날 수 있다. 사실 1992년에 '스티븐 호킹(Stephen Hawking)'은 '웜홀 타임머신(Worm Hole Time Machin..

지난 오랜 세월 동안 물리학자들은 '초공간(Hyperspace)'의 개념을 신비주의자나 허풍 떨기 좋아하는 사람들의 전유물 정도로 취급했다. 눈에 보이지 않는 세계 '초공간'을 연구하는 과학자들은 학계의 조롱거리가 되기 일쑤 였다. 하지만 '끈이론(String Theory)'과 'M-이론(끈이론의 최신버전 이론)'이 등장하면서 상황이 완전히 달라졌다. '일반 상대성 이론(General Theory of Relativity)'과 '양자역학(Quantum Mechanics)' 사이에 심각한 충돌이 야기되면서, 3차원 이상의 공간이 해결사로 등장했기 때문이다. 지금 전 세계의 이론물리학자들은 머리에 떠올리기조차 어려운 고차원 공간에서 상상의 나래를 펼치고 있다. 가장 근본적인 단계에서 우주에 관한 모든 지식은..

연속적인 운전에 의하여 에너지를 창출하는 기계장치 및 열을 모두 남김없이 일로 변환하는 기계장치를 '영구기관(Perpetual Mobile)'이라고 한다. 에너지 손실 없이 영원히 작동하는 '영구기관'은 유사 이래 모든 발명가와 과학자, 그리고 온갖 사기꾼들의 영원한 성배였다. 그렇다면 이런 장치들은 실제로 가능할까? 영구기관이 만들어질 가능성은 정확하게 얼마나 될까? 물리법칙에 어떤 맹점이 있어서, 그 부분을 수정하면 영구기관을 만들 수도 있지 않을까? 0. 목차 영구기관의 역사 엔트로피는 항상 증가한다. 루드비히 볼츠만(Ludwig Boltzman) 영구기관의 종류 세 가지 법칙과 대칭 진공에서 에너지를 얻는다? 1. 영구기관의 역사 영구기관을 찾는 인류의 여정은 고대부터 시작되었다. 수많은 사람들이..

소설가 '댄 브라운(Dan Brown)'하면 대부분의 사람들은 '다빈치 코드(DaVinci Code)'를 떠올리겠지만, 이보다 먼저 발표했던 '천사와 악마(Angel and Demon)'도 베스트셀러 반열에 올랐었다. 이 소설에는 소수의 극단론자들의 단체인 '일루미나티(Illuminati)'가 '유럽 입자 가속기 센터(CERN: Conseil Europeean Pour La Researehe Nucleaire)'에서 훔친 '반물질(Antimatter)'로 '반물질 폭탄'을 만들어 '바티칸(Vaticana)'을 폭파시킨다는 끔찍한 계획을 세운다. 이 부분에서는 '물질과 반물질이 서로 접촉하면 수소폭탄을 훨씬 능가하는 엄청난 폭발이 일어난다.'는 설명이 곁들여져 있다. 물론 '반물질 폭탄'은 현실에서 만들어..

'UFO'는 '미확인 비행물체(Unidentified Flying Object)'의 줄임말로, 정체가 식별되지 않은 비행체를 총칭하는 용어이다. UFO 목격담은 오랜 세월 동안 끊임없이 제기되어 왔으며, 어떤 사람들은 UFO를 탄 외계인들이 이미 지구를 방문했다고 굳게 믿고 있다. 하지만 과학자들은 UFO에 대해 부정적이다. 과학자들은 '외계인이 UFO를 타고 지구에 오는 것'이 현실적으로 불가능하다고 생각하고 있기 때문이다. 0. 목차 UFO의 목격담 UFO 목격담 분석이 이루어졌다. UFO는 대부분 '오해'로 판명된다. 독립적인 증거가 여러 개 있는 경우 만약 UFO가 진짜 외계인들이 타고 온 우주선이라면? 1. UFO의 목격담 'UFO의 목격담'은 역사가 처음 기록되기 시작했던 시점까지 거슬러 올라..

0. 목차 외계 생명체들이 좌우대칭형 몸체를 가지고 있을 이유는 없다. 지구의 생명체는 어떤 능력이 필요했을까? 외계인은 아마 얼굴이 앞쪽에 달려있을 것이다. 외계인의 몸집 '집단의식(Hive Mind)'으로 살아가는 외계인 엄마는 외계인 1. 외계 생명체들이 좌우대칭형 몸체를 가지고 있을 이유는 없다. 옛날부터 과학자들은 물리학, 화학, 생물학 등의 지식을 총동원하여 외계인의 형상을 추측해왔다. 고전물리학의 원조인 '아이작 뉴턴(Issac Newton)'도 지구상에 있는 모든 동물의 신체 부위가 '두 개의 눈과 귀', '두 개의 팔과 달' 등 좌우 대칭형으로 배열되어 있는 이유에 대해 궁금하게 생각했다. 이것은 과연 우연일까? 지금으로부터 약 5억 년 전에는 '캄브리아기 폭발(Cambrian explo..

'투명체(Transparent Medium)'는 오랜 세월 동안 공상 과학이나 판타지 소설의 단골 소재로 등장해 왔다. 그러나 '투명체'의 존재는 '광학의 법칙'을 위반할 뿐만 아니라, 기존의 어떤 물체도 '투명해지기 위한 조건'을 만족시키지 못한다. 그래서 물리학자들은 오랫동안 투명체의 발명은 불가능한 과제로 단정해왔다. 하지만 지금은 사정이 많이 달라졌다. 특히 '메타물질(Metamaterial)'에 대한 연구가 활발하게 진행되면서 광학 교과서는 근본적인 수정이 불가피해졌다. 또 '메타 물질'은 '미디어 분야', '군사 분야' 등 여러 산업 분야에서도 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 0. 목차 '투명체'의 역사 맥스웰 방정식(Maxwell's equation) 메타물질(Metamaterial) 가시광선..

영화 '스타워즈(StarWars)'에는 '데스스타'라는 무기가 등장한다. '데스스타(Death Star)'는 초강력 빔을 발사하는 달과 비슷한 크기의 무기이다. 영화에서는 데스스타에서 발사된 초강력 빔이 레이아 공주의 고향인 '앨더란(Alderaan)' 행성을 가격하자 순식간에 거대한 폭발이 일어나면서 행성의 잔해가 전 태양계에 걸쳐 산산이 흩어져나갔다. 그리고 앨더란에 거주하고 있던 수십억의 생명들은 일제히 고통에 찬 비명을 질러대고, 그 절망적인 기운은 은하계 전체로 퍼져나갔다. 그런데 현실 세계에서 이렇게 거대한 무기를 만드는 것이 과연 가능할까? 레이저와 같은 빔 에너지 폭탄을 이용하여 행성 하나를 통째로 날려버리는 일이 가능한 일일까? '루크 스카이워커(Luke Skywalker)'와 '다스 베..

'순간이동(Teleportation)'이란 시간 및 거리와 무관하게 다른 공간으로 이동하는 것을 말한다. 사람이나 물체를 순식간에 한 장소에서 다른 장소로 이동시기는 '순간이동(Teleportation)'이 실현된다면, 현대 문명과 국가의 운명은 송두리째 달라질 것이다. 일단 자동차, 선박, 기차 등 현재 운용되고 있는 모든 운송수단과 이와 관련된 산업들은 구시대의 유물로 사라질 것이다. '순간이동'이 가능해지면 교통지옥을 뚫고 갈 필요도 없고, 생필품을 사러 시장에 갈 필요도 없다. 또 몸을 순간이동시키면 되므로, 휴가지가 지구 반대편에 있어도 상관없다. 순간이동은 전쟁의 규칙도 크게 바꿔놓을 것이다. 아군의 병력은 적진의 후방으로 전송하여 급습을 시도하는 것을 물론이고, 적군을 순간이동으로 납치할 수..

0. 목차 역장(Force Field) 마이클 패러데이 4가지 힘 '공상과학물에 나오는 역장'은 만들 수 없는가? 플라즈마 창(Plasma Window) 1. 역장(Force Field) 1-1. 공상과학물에서 나오는 '역장' 영화 '스타트렉(Star Trek)'을 보면 '커크(Kirk)' 선장이 가장 자주 내리는 명령은 '보호막 작동(Shilds up)'이라는 명령이다. 이 명령이 떨어지면 적의 공격을 방어하는 일종의 '역장(force field)'이 '엔터프라이즈호(Enterprise)'를 에워싸게 된다. 적의 공격이 워낙 강력하여 역장의 파워가 외부로 새어나가면, 엔터프라이즈호의 선체에 점차 강한 충격이 전달되고, 최악의 경우에는 죽거나 항복해야 한다. 이처럼 '스타트렉'에서 역장은 없어서는 안 될..

0. 목차 '전자기파'도 에너지를 전달한다. '음파'도 에너지를 전달한다. 1. '전자기파'도 에너지를 전달한다. 지구는 태양과 접촉해 있지 않지만, 태양에 의해 덥혀진다. 이처럼 열이 전해지는 데는 반드시 물체끼리 직접 접촉해야 하는 것은 아니다. 텅 빈 우주 공간을 지나 열이 전달될 수 있는 것은 '전자기파(Electromagnetic Waves)'와 관련되어 있다. 전자기파가 물체에 닿아 흡수되면, 물체를 구성하고 있는 입자인 '전자(Electron)'가 요동한다. 전자기파 중에서 적외선과 마이크로파는 전자를 통해 분자 전체를 요동시키고, 물질의 온도를 올리는 작용을 한다. 이처럼 열은 전자기파에 의해서도 전해진다. 실제로 전자기파는 에너지를 가지고 있다. 예컨대, 돋보기로 빛을 굴절시켜서 한점에 ..

0. 목차자기력의 근본은 '전자 자석'전기장과 자기장전자석(Electromagnet)전자기 유도발전기(Generator)모터(Motor)1. 자기력의 근본은 '전자 자석' '자석(Magnet)'을 잘게 부시면 어떻게 될까? 놀랍게도 원자 상태까지 잘게 부수어도 자석에는 N극과..

'열역학(Thermodynamics)'은 물질의 상태(state) 변화에 따라 발생하는 '열(Heat)'과 '일(Work)'의 양을 열역학 법칙으로 정의되는 '에너지(Energy)'와 '엔트로피(Entropy)' 등의 열역학적 변수들을 이용하여 분석하는 학문이다. '열역학'은 원자나 분자의 존재가 아직 증명되지 않았던 시대에, '열을 어떻게 효율적으로 동력으로 바꿀까?'라는 문제와 밀접하게 관련되면서 발전해 왔다. 0. 목차 '온도'란 무엇인가? 샤를의 법칙 보일의 법칙 이상 기체 상태 방정식 '열'이란 무엇인가? 열역학 제1법칙 (에너지 보존의 법칙) 열역학 제2법칙 (엔트로피의 법칙) 1. '온도'란 무엇인가? 어떤 물체든 잘게 분해해 나가면, '원자(atom)'나 '분자(molecule)' 등 미세..

1983년, 일본의 '고시바 마사토시' 박사는 기후 현의 '가미오카' 광산 지하 1000m 지점에 '가미오칸데'라는 거대한 지하 천문대를 만들었다. '가미오칸데(KAMIOKANDE, カミオカンデ)'는 '중성미자(neutrino)'라는 소립자를 포착해 천체를 관측하는 세계 최초로 중성미자를 관측하는데 성공한 '중성미자 관측 장치'이다. 가미오칸데 이후에는 '슈퍼 가미오칸데(Super KAMIOKANDE)'가 건설되었고, 이어서 현재에는 '하이퍼 가미오칸데(Hype KAMIOKANDE)'가 건설되고 있다. 0. 목차 가미오칸데는 중성미자를 어떻게 검출하는가? 가미오칸데는 어떻게 최고감도의 중성미자 관측장치가 되었나? 중성미자를 포착하였다. 중성미자 천문학 1. 가미오칸데는 중성미자를 어떻게 검출하는가? '중..

'광속도 불변의 원리(Principle of Constancy of Light Velocity)'를 출발점으로 아인슈타인이 만들어낸 '상대성 이론'은 현실에서 일어나는 다양한 현상을 올바르게 설명해 내는데 성공했다. 그런데 현재는 '상대성 이론'에도 '한계'가 있다는 사실이 알려져 있다. 그래서 현재 최첨단 물리학 분야에서는 상대성 이론을 뒤집으려는 연구들이 진행되고 있다. 0. 목차 상대성 이론과 양자론의 통합 양자 중력 이론 광속 변동 이론 1. 상대성 이론과 양자론의 통합 그려면 '상대성 이론'의 한계란 무엇을 말하는 걸까? 바로 중력이나 시공에 대해 설명하는 '일반 상대성 이론(Theory of general relativity)'과, 원자나 소립자가 주역인 미시 세계의 사건을 설명하는 '양자론(..

0. 목차 초광속의 가능성 파장에 따라 빛의 속도가 변한다? 물질 속에서는 빛보다 빨리 나아갈 수도 있다. 빛을 쫓아가면 '빛의 충격파'가 생긴다. 겉보기 초광속 1. 초광속의 가능성 1-1. 광속도 불변의 원리 '초광속(Superluminal)'이란 빛의 속도보다 빠른 속도를 의미한다. 하지만 '광속도 불변 원칙'에에 따르면, 광속은 항상 일정하며 빛보다 빠른 것은 존재하지 않는다. 물체를 어떻게 가속해도 '초광속'에 도달하지 못한다. 하지만 지구에서 보았을 때, 초속 20만 km로 날아가는 로켓에서 다시 초속 15km로 날아가는 우주선을 발사한다면, 우주선의 속력은 지구에서 보아 초속 35만 km가 되어 초속 30만 km를 넘는 것이 아닐까? 우주선의 앞에서 앞쪽으로 발사된 빛을 생각해 보자. 광속도..

'세른(CERN)'은 스위스 제네바와 프랑스 사이의 국경에 있는 ' 유럽 원자핵 공동 연구소(Conseil Européenne pour la Recherche Nucléaire)'로, 2022년 현재 세계 최대의 입자물리학 연구소이다. 세계 최대의 입자가속기인 'LHC(대형 강입자 충돌기)'를 보유하고 있으며, HTML과 '월드 와이드 웹(WWW: World Wide Web)'의 발상지로도 유명하다. 2011년 9월 23일, '세른(CERN)' 등의 국제 연구팀은 충격적인 실험 결과를 하나 발표했다. '중성미자(Neutrino)'라는 소립자의 운동 속도가 '광속도(빛의 속도)'를 넘었다는 것이다. 그동안 자연계의 최고 속도라고 믿어졌던 광속도를 넘었다는 발표에 학계는 크게 술렁였다. 왜냐하면 이것은 현대..

'자연계에 존재하는 4가지 힘(중력, 전자기력, 약한 핵력, 강한 핵력)'을 단 하나의 이론으로 설명하려는 이론을 '통일장 이론(Unified Field Theory)'이라고 한다. '알버트 아인슈타인(Albert Einstein, 1879~1955)'은 반생에 걸쳐 정열을 다해 '통일장 이론'을 완성하려 시도했지만, 결국 그 꿈을 이루어 내지 못했다. '통일장 이론'은 현대 물리학의 최대 주제이기도 하다. 통일장 이론의 기초를 만들어 낸 선구자들의 성과를 따라가보고, 그것들이 현대의 '통일장 이론'과 어떻게 관계되어 있는지 알아보자. '통일장 이론(unified field theory)'과 비슷한 개념으로 '모든 것의 이론(ToE: Theory of Everything)'이라는 개념도 있다. '모든 것..

아인슈타인의 '상대성 이론(Theory of relativity)'은 시공의 휘어짐이 파동처럼 전해지는 '중력파(Gravitational wave)'의 존재를 예언했다. 그 후 세계의 여러 관측소에서 중력파 관측이 시도되었고, 마침내 2015년 9월에 실제로 중력파를 관측하였다. 중력파를 직접 포착함으로써, '초신성 폭발(Supernova Explosion)'이나 '블랙홀의 메커니즘(Black Holes' mechnism)', '빅뱅 직후의 우주의 모습' 등을 더욱 자세히 알게 될 것으로 기대된다. 중력파가 무엇인지, 그리고 중력파를 어떻게 포착하는지 등에 대해 알아보자. 0. 목차 중력파는 '일반 상대성 이론'에 의해 예언되었다. 중력파 중력파를 내보내는 천체 현상 중력파 천문학 빅뱅 이전의 시기를 들..

0. 목차 아인슈타인의 꿈 자연계의 최소 단위 '소립자' 양성자와 중성자를 만드는 '강한 핵력' '약한 핵력'과 '중성미자' '전자기력'과 '약한 핵력'은 본래 같은 힘이다. 우주 탄생 직후, 힘이 넷으로 갈라졌다. '양성자의 붕괴'가 예언되어 있다. '초대칭성 입자'의 존재가 예언되어 있다. 1. '힘'의 통일을 향해 1-1. 아인슈타인의 꿈 상대성 이론으로 유명한 '알베르트 아인슈타인(Albert Einstein, 1879~1955)'은 만년에 '중력과 전자기력의 통일'에 착수했다. '전자기력(Electromagnetic force)'이란 정전기를 띤 책받침이 머리털을 잡아당기는 힘이나, 자석과 자석 사이에 작용하는 힘 등이다. 아인슈타인은 다른 것으로 보이는 중력과 전자기력이 본질적으로 같은 것임을..

0. 목차 우주는 E=mc2에서 시작되었다. 물질의 근원 소립자 전자와 쿼크 가속기로 물질을 만든다. 반입자(Antiparticle) 1. 우주는 E=mc2에서 시작되었다. 우리 주변은 온통 물질로 둘러싸여 있다. '공기'도 '물'도 '지구'도 '인간'도 모두 '물질(matter)'로 이루어져 있다. 그런데 이러한 물질은 과연 어디에서 왔을까? 그 답은 우주의 탄생기에 E=mc2에 의해 물질이 만들어졌다는 것이다. 현대 우주론에서는 E=mc2의 역할을 이렇게 설명한다. 우주가 시작되었을 때, 거기에는 물질이라 불릴 수 있는 것은 전혀 없었다. 우주는 단순한 진공이었고, 거기에 정체불명의 에너지가 가득 차 있었다. 이 에너지는 우주를 급격한 속도로 팽창시켰고, 이를 '인플레이션(inflation)'이라고 ..

'E=mc2'에는 작은 물질에도 막대한 에너지가 감추어 있음을 나타낸다. '알버트 아인슈타인(Albert Einstein, 1879~1955)'은 이 놀라운 결과를 '특수 상대성 이론(Special theory of relativity)'으로부터 유도해 냈다. 아인슈타인이 만들어 낸 '특수 상대성 이론'에서는 '시간과 공간은 절대적인 것이 아니라 관측자의 입장에 따라 늘어나거나 줄어든다.'고 말한다. 그러면 아인슈타인은 특수 상대성 이론'에서 'E=mc2'를 어떻게 유도해냈을까? 0. 목차 아인슈타인의 기적의 해 1905년 1905년 6월 논문 - 특수 상대성 이론 1905년 9월 논문 - E=mc2 실험에 의해 E=mc2이 증명되다. 1. 아인슈타인의 기적의 해 1905년 'E=mc2'은 아인슈타인에 ..