[브런치북] 빛과 우주, 그리고 시간의 물리학

브런치북 정보

brunch book First Edition Release date. Sep 09. 2020

빛과 우주, 그리고 시간의 물리학 평균율

brunch book 라이킷

빛과 우주, 그리고 시간의 물리학

전체글갯수: 10화

전체시간: 113분

이런분께 추천드려요! 어릴 적, 우주가 궁금했나요? 하지만, 상대성 이론이 두려운가요? 그래도, 한번 부딪혀 보고 싶나요?

라이킷 수 134

브런치북 소개 제10회 브런치북 출판 프로젝트 특별상 수상

우주는 어떻게 시작되었는지, 지금은 어떤 모습인지, 그 모습이 만들어지게 된 이유는 무엇인지, 이런 질문에 대한 제대로 된 정성적인 대답이 나타나기 시작한 것이 채 한 세기가 되지 않지만, 우주론이라는 분야는 최근 20여년 사이에 완벽히 정량적인 과학으로 거듭났습니다. 그리고 20세기 물리학의 근간인 상대론과 양자론의 조우는 이 현대 우주론에서 가장 현란하고면서도 관측이 가능한 모습으로 구현됩니다. 가장 거시적인, 가장 긴 안목으로 바라보는 우주에 어떻게 전혀 다른 이 두가지 이론 체계가 필요했고, 이들의 미래에 무엇을 시사하는지 이야기해 보려고 합니다.

우주 시간 물리학

평균율

물리학자이며, 소설과 고전 음악 덕후이기도 합니다.

Release date. Sep 09. 2020

상대성 이론에 대하여 01

구독상황: 읽음

맥스웰의 빛

20세기 현대 물리학의 태동 : 상대성 이론물질 세상의 가장 근원적인 원리를 밝히고자 하는 것은 인류 문명의 가장 오래된 욕구 중 하나일 것입니다. 20세기에는 이런 의미에서 그 이전 수천년을 다 합친 것보다도 더 의미있는 발견들이 이루어졌으나, 대부분의 사람들은 그 과실을 주로 핸드폰과 같은 공학적인 결과물로 접하게 되는 것이 사실입니다. 세상에 대한 근원적인 궁금증을 가지고 사는 분들을 위하여

전체시간: 12분

구독상황: 읽음

나의 상대론적 나이는?

상대성 이론에 관한 흔한 오해를 풀어보자최근에 모 고등학교에서 과학 강연을 하기로 약속한 적이 있는데, 물론 학교 방송 장비를 사용한 비대면/대면 복합으로 준비되고 있었습니다. 불과 며칠을 앞두고 재 확산된 코로나로 인하여 결국은 취소가 되었는데, 그 과정에 제게 전해진, 학생들의 질문 중 하나가 상대성 이론 하면 흔히 떠올리는 쌍둥이 패러독스였습니다. 이걸 어떻게 대답해줘야 이 친구가 시원해할

전체시간: 13분

구독상황: 읽음

일반 상대성 이론

시계가 알려주는 상대론적 중력자, 이제 일반 상대론 이야기를 할 때가 되었습니다. 하지만, 이걸 이렇게 글로서 배우는 게 가능할까요? 아마 아니겠지요? 고등학교 들어가서 물리를 선택하면 만유인력도 배우고 뉴턴의 운동 방정식도 배우며, 케플러의 법칙이 이 둘을 잘 조합하면 나온다는 이야기까지 배웁니다. 혹은 생물을 선택하면 요즘은 분자 생물학 이야기를 많이 배우더군요. 이중 나선, D

전체시간: 20분

팽창 우주와 암흑 에너지 04

구독상황: 읽음

불타는 밤하늘을 피하는 방법

암흑 에너지의 퍼즐 (1): 빛은 타임머신이었다.20세기 후반에 들어서면서 물리학자들 사이에는 몇 가지 난제에 대한 공통적인 인식이 공유되게 되었는데, 쿼크의 관측이 원론적으로도 불가능하다는 양자색역학의 문제, 중력을 포함하는 대통일장이론, 블랙홀과 양자중력의 공존 여부, 우주상수의 문제, 그리고 1세대 빅뱅 우주론의 여러 퍼즐 등을 꼽을 수 있습니다.21세기로 넘어온 지금 일부는 상당히 해결되었고 일부

전체시간: 10분

구독상황: 읽음

우주상수의 문제

암흑 에너지의 퍼즐 (2): 암흑에너지와 고리채의 공통점 20세기 후반 이후로 쟁점이 된 이론 물리학의 여러 근원적인 문제 중 우주상수의 퍼즐을 다루고 있습니다. 이전 글에서 이를 핑계로 최신 우주론에 대하여 이야기하였으니 이제 본격적으로 우주상수, 즉 암흑에너지의 존재가 어떤 문제를 일으키는지에 대하여 알아보겠습니다. 3부로 이루어진 이 연재는 모두 2017년 작가의 네이버 열린 연단 강의록에서 발췌하여 편집한

전체시간: 7분

구독상황: 읽음

우주상수와 코페르니쿠스

암흑 에너지의 퍼즐 (3): 자연에 대한 모든 질문이 과학적이지는 않다?이 3부로 된 시리즈의 첫 글에서 우주 상수의 문제는 그 해결의 실마리조차 보이지 않는 난제라고 언급한 적이 있습니다. 전통적인 의미에서의 과학적인 해결책을 찾는 여러 시도가 있기는 하지만 어느 하나 학계 전반의 인정을 받지 못하고 있습니다. 그러나, 초끈 이론 쪽에서 이 문제를 접근하다 보면, 조금 다른 종류의 대답이 가능해 보입니다. 이 시리즈의 마지막

전체시간: 10분

상대론적 지평에 대하여 07

구독상황: 읽음

우주의 역사, 우주의 지평

상대론적 지평에 관하여 (1) : 빅뱅은 실제로 있었을까?일반상대론은 빛의 속도가 유한하고 어떤 상황에 있는 누가 보아도 일정하다는 사실에서 출발합니다. 일견 단순해 보이는 이 사실을 빛이라는 특정한 현상만의 성질로 치부하지 않고 물리법칙 전체에 어떤 의미를 가지는지에 대하여 까지 고민한 결과로 특수 상대론이 출현하였습니다. 물리학이라는 것이 개개 현상에 대한 모델들의 합으로 만족하는 학문이 아니라는 것을 알 수

전체시간: 10분

구독상황: 읽음

빛의 고깔과 사건의 지평

상대론적 지평에 관하여(2) : 블랙홀의 진면목언젠가는 블랙홀에 대한 설명을 좀 제대로 해보자고 생각하고 있었지만, 막상 하려고 하니 이렇게 막막할 수가 없군요. 블랙홀을 “블랙”하게 만드는 근원인 “사건의 지평(Event Horizon)”을 정직하게 설명하는 게 필요할 텐데, 그동안 여러 글에서 비유적인 말로 설명 아닌 설명을 했던 것을 이젠 조금이나마 수식도 쓰고 그림도 넣어가며 다시 해볼까 합니다

전체시간: 11분

시간의 문제와 양자 요동 09

구독상황: 읽음

양자 요동이 만든 은하

상대론적 지평의 양자역학 (1)일반 대중을 위한 소개 글에 아래처럼 구구절절 수식까지 쓴 이유는 일반 강연을 하면서 흔히 느끼는 한 가지 문제의식 때문입니다. 비전공자를 위한 소개라는 것이 당연히 말과 글을 중심으로 이루어질 수밖에 없는데, 문제는 이런 말과 글에 원래의 과학적 실체가 충분히 담겨 있다고 오해하는, 그래서 그 말들을 일상의 언어로서 깊이 이해하면 그 과학적 실체에 가까이

전체시간: 11분

구독상황: 읽음

블랙홀 전쟁에서 우주의 시작까지

상대론적 지평의 양자 역학 (2)이제, 아마도 가장 어려운 이야기를 시작해야 할 때이군요. 이 브런치북 초반에 일반 상대성 이론 이야기를 하면서 배우기보다는 익숙해지시기를 기대한다고 했는데, 여기는 그렇게 말하는 것도 미안한 내용입니다. 앞글에서 이미 상대론적 지평이 있는 경우 두 가지 다른 종류의 시간을 생각할 수 있고, 동일한 양자상태가 이 두 가지 다른 시간에 대하여 완전히 다른 것

전체시간: 9분