전체 글22 블랙홀은 모든 은하에 존재합니다 블랙홀은 중력이 아주 강하기 때문에 그 어떤 것도, 심지어 빛조차도 빠져나올 수 없는 시공간의 한 지역입니다. 아마도 대부분의 사람들은 블랙홀을 아주 난해하고 우리의 일상생활과는 아무런 관계가 없는 것이라고 생각할 것입니다. 하지만 전혀 그렇지 않습니다. 우리 은하는 블랙홀 때문에 태어났을 수도 있습니다. 그뿐 아니라 블랙홀은 너무나도 놀라워서 쉽게 믿을 수 없는 일상의 실재도 폭로합니다. 우리 우주가 거대한 홀로그램일 수 있다는 가능성을 말입니다. 이 말은 당신도 홀로그램일 수 있다는 뜻입니다.블랙홀은 아인슈타인의 중력 법칙인 일반 상대성 이론이 내놓은 예측입니다. 블랙홀은 사건 지평선으로 둘러싸여 있는데, 사건 지평선은 그 안으로 들어간 물질과 빛이 다시는 돌아올 수 없게 막는 가상의 막입니다. 사건.. 2024. 10. 9. 우주는 뜨거운 빅뱅으로 시작했습니다. 자연은 오늘날까지 우리 인간에게 매우 친절했습니다. 우리가 위치한 행성은 햇빛도 투과하지 못하는 짙은 구름에 쌓인 금성과는 다릅니다. 밤이라는 개념 자체가 없는 은하수의 중심처럼 항성이 모여 있는 지역도 아닙니다. 우리는 대다수의 별이 연료를 전부 사용하고 타닥거리며 꺼져 가는 우주의 마지막 순간에 탄생하지도 않았습니다. 그 대신 우리는 지구에 설치한 망원경으로 저 멀리 우주 끝의 지평선을 볼 수 있습니다.은하들이 서로 멀어지고 있다는 사실은 1929년에 미국의 천문학자 에드윈 허블(Edwin Hubble)이 발견했습니다. 은하가 서로 떨어지고 있다는 것은 과거에 우주가 지금보다 훨씬 작았다는 말입니다. 영화를 뒤로 되감는 것처럼 우주가 팽창해 온 과정을 과거로 되돌려본다고 상상해보면 시간은 138억 년.. 2024. 10. 7. 물리학은 어디에나 적용되는 대칭성의 학문이다 세상에는 질서가 있습니다. 해는 매일 아침 떠오르고 사람은 늙어갑니다. 원인이 있어야 결과가 생깁니다. 세상이라는 베틀에는 규칙적인 패턴이 있습니다. 리처드 파인먼은 "자연은 자신의 패턴을 짜는 데 가장 긴 실을 이용하는데, 그 이유는 각각의 작은 직물 조각으로 전체 작품의 체계성을 드러내 보이기 위해서이다."라고 했습니다. 자연이 만든 직물이 드러내는 체계성의 이면에는, 다시 말해서 현실이라는 껍질 뒤에는 이 세상을 조정하는 규칙(법칙)이 있음을 암시합니다.뉴턴이 만유인력의 법칙을 생각할 무렵에 사람들은 하늘을 신의 영역이라고 생각했습니다. 심지어 고대 그리스 사람들도 지구는 흙과 공기와 불과 물로 이루어져 있지만 하늘은 전적으로 다르기 때문에 천상의 물질인 '다섯 번째 원소'로 이루어져 있다고 믿었습.. 2024. 10. 6. 공간과 시간은 4차원을 만들어낸다 우주에는 '지금'이라는 개념은 의미가 없습니다. 지금 이 순간 켄타우루스자리의 알파성이 어떤 모습인지는 절대로 알 수 없습니다. 항성의 정보를 전달하는 빛이 우리에게 알려주는 것은 그저 최소한 4.3년 전에 형성된 모습일 뿐이기 때문입니다.지구에서도 시간과 공간과 광속의 관계는 우주와 다르지 않습니다. 그런데 중요한 차이가 있습니다. 지구의 거리가 훨씬 짧다는 것입니다. 함께 대화를 나누던 친구의 얼굴에 떠오른 표정을 빛이 우리 눈에 전달하는 데 걸리는 시간은 10억 분의 1초도 되지 않습니다. 이 시간은 우리 뇌가 감지할 수 있는 가장 짧은 시간 간격보다도 1000배 정도 짧습니다. 그렇기 때문에 우리는 시간이 지연됐다는 사실을 눈치채지 못하는 것입니다. 지구에서는 대부분의 경우, 규모가 큰 우주에는 .. 2024. 10. 6. 양성자와 중성자는 쿼크로 이루어진 걸까? 원자(atom)라는 개념은 고대에도 있었습니다. 기원전 440년 무렵에 그리스 철학자 데모크리토스는 막대기나 돌, 혹은 어쩌면 꽃병을 들고 생각했습니다. "이걸 반으로 자르고, 또 자르고, 이런 식으로 영원히 자를 수 있을까?" 데모크리토스는 그럴 수는 없다고 생각하며, 더이상 자를 수 없는 물질을 '아톰(atom)'이라고 불렀습니다. 그리스어로 '아토모스(atomos)'가 '더는 자를 수 없다'라는 뜻입니다.19세기에 스코틀랜드 물리학자 제임스 클러크 맥스웰은 이렇게 말했습니다. "물질이 지닌 특성 가운데 많은 부분은, 특히 기체의 형태일 때, 그 물질을 구성하는 극미하게 작은 부분들이 빠르게 움직이고 있을 때 온도가 올라감에 따라 운동 속도가 빨라진다는 가설에서 추론할 수 있다. 이상 기체에서 압력,.. 2024. 10. 6. 중력은 시간과 공간을 왜곡시킨다 아인슈타인의 상대성 원리는 모든 사람이 빛의 속도를 동일하게 측정하려면 시간과 공간에 반드시 일어나야 하는 일을 예측하는 도구입니다. 아인슈타인에게 '모든 사람'이란 서로에 대해 똑같은 속력으로 움직이는 사람들을 말합니다. 여기서 조금만 더 생각해보면 그런 상황은 매우 특별한 상황임을 알 수 있습니다. 일정하게 속력을 유지할 수 있는 물체는 거의 없기 때문입니다. 도로를 달리는 자동차는 교통 신호에 걸리면 속도를 줄여야 합니다. 주황색과 흰색 연기 기둥을 뿜으며 솟구치는 로켓은 시속 2만 9000킬로미터를 유지하며 지구 주위를 돌 때까지 점점 더 속도를 올려야 합니다.결국 아인슈타인이 1905년에 규정한 세계는 서로에 대해 동일한 속도로 움직이는 특별하고 이례적인 관찰자만이 볼 수 있는 세상처럼 느껴집니.. 2024. 10. 6. 이전 1 2 3 4 다음
