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현재 인류가 존재하는 이유는 아마 수많은 행운이 겹친 결과일 것이다. 지구 같은 행성이 존재할 확률도 정말 극히 낮은 확률이며, 지적 생명체가 생겨난 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 대립우리 우주는 얼마나 절묘한 물리 상수를 가지고 있는가?약한 인류 원리강한 인류 원리1. '코페르니..

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 '양자 텔레포테이션'은 '양자 정보 통신(Quantum Information Communication)' 기술이나 '양자 컴퓨터(Quantum Computer)' 등에 이미 응용되고 있다. '양자 텔레포테이션'의 메커니즘에 대해 알아보자.0. 목차지구에서 달로 고양이 전송하기양자 얽힘양자 텔레포테이션의 메커니즘안전하고 확실한 '양자 정보 통신''양자 텔레포테이션 장치'는 그 자체가 '가장 간단한 양자 컴퓨..

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(BCS Theory)'상온 초전도체'의 위력1. 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 유지..

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. 목차우리 주변의 고온열과 온도열기관(Heat Engine)가장 뜨거운 고체1만℃를 넘는 세계: 플라스마1억℃를 넘는 세계: 핵융합인류가 도달한 최고 온도는 5조 5000억℃1. 우리 주변의 고온 인류가 맨 처음 이용한 '고온'은 '불(Fire)'이다. 주변에서 열에너지를 얻어 이용하는 인간의 행위는 약 100만 년 전의 '불의 사용'에서부터 시작되었다. 당시 지구에 살던 초기 인류인 '호모 에렉투스(Homo Ere..

0. 목차빛보다 빨리 움직이는 입자 '타키온''타키온'이 포함된 '가짜 진공'에서 우주가 시작되었다?타키온을 증명할 수 있는가?공상과학물에서의 타키온1. 빛보다 빨리 움직이는 입자 '타키온' '타키온(Tachyon)'은 '빛보다 빠르게 운동하는 성질을 가진 가상적 입자'에 대한 명칭이다. '광속(Speed of Light)'보다 빠른 입자가 존재할지도 모른다는 예측에서 '타키온'이란 개념이 나왔다. 타키온의 특성 중 가장 기이한 것은 질량이 '허수'라는 점이다. '허수(Imaginary Number)'는 음수의 제곱근으로 i라는 기본단위로 표현된다. '아인슈타인의 방정식'에 질량 m을 im으로 대치하면 놀라운 변화가 일어난다. 갑자기 모든 입자들이 빛보다 빠르게 움직이는 것이다. '타키온(Tachyon)..

0. 목차미니 블랙홀미니 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, 1942..

0. 목차'시간 여행'은 다양한 역설을 야기한다.'시간 역설'의 부류'시간 역설'의 해법'시간 여행'을 다룬 SF 소설'시간 여행'을 다룬 SF 영화1. '시간 여행'은 다양한 역설을 야기한다. 많은 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 불가능..