과학하고 앉아 있네. 끈이론 1편
K박사 이강한
아인슈타인이 말년에 한건 통일장 이론 연구, 30년동안
거의 결과가 없다. 왜냐면 중력과 전자기력을 합치려고 했다. 이 때는 강력과 약력이 발견되기전이다.
지금까지도 제일 안되는게 중력과 전자기력 합치는 건데.
뭔가 통일하겠다는 물리학자들의 생각
근데 끈이론은 통일했다는 거고.
현대물리학의 가장 큰 문제 상대성이론과 양자역학이 양립하지 않는다는 것.
브라이언 그린은 이것을 통합할수 있는 것이 끈이론
모든 과학자들이 동의하지는 않지만.
가장 강력한 후보가 끈이론이라는 건 대체로 동의
현대 물리학의 문제는 입자가 너무 많다는 것.
표준모형
16개, 17개가 있다는 규칙을 모르니까
그냥 있다 이정도.
뭔가 이렇다는 건 알겠는데 찝찝한 건데, 끈이론은 그걸 해결했다는 것.
왜 이런 것들이 있는지를 설명해볼수 있다.
기본 입자 17개가 끈이론은 그 입자들이 그 안의 구조가 끈으로 되있다는 것.
그 끈이 어떻게 진동하느냐에 따라 그 입자가 된다. 본질은 끈이다.
되게 음악적이다. 음색이란 말도 쓴다.
이건 물리학자들이 꿈꾸는 이론이 맞다. 하나로 모든 걸 설명.
끈은 입자를 이루는 또하나의 작은 입자가 아니라
우주의 근본은 기본입자가 아니라 끈이다 이런 얘기, 이게 핵심
끈이 진동하는 패턴에 따라 기본입자가 나오는 것.
진동은 3차원공간에서 안된다. 그래서 숫자를 높히니까 처음 끈이론 나올때는 26차원, 초기 끈이론은 26차원
차원을 높히는 건 수학적으로 되게 싶다. 26개 집어넣으니까 되더라.
최근에는 발달을 해서 10차원
11차원과 10차원은 약간 다른 이론, 사실은 같은 이론이지만
일단 10차원으로 설명하면 시간 1차원, 나머지 공간 9차원,
그 중에 3차원을 안다. 나머지 6차원은 어디 있나. 접혀들어가 있다고 한다.
이게 무슨말인가.
끈이론이 맞을려면 나머지 공간 6차원이 우주 어딘가에 있어야 한다. 그 나머지 차원을 찾아내면 끈이론이 맞다는게 증명.
이걸 찾는걸 기술적으로 어렵다.
하나의 선이 있으면 멀리서 보면 1차원이다. 가까이 가서보면 둥근표면이 있으니까 2차원, 둘레가 있으니까 2차원. 이런 식으로 우리의 3차원공간도 우리가 보기엔 3차원인것 같지만 나머지 차원들이 말려 있는 거다.
1차원에 한 점이 있다. 가까이 가서 보니까 말려있다. 1차원 모든 점에 한차원씩 더 있다.
우리도 3차원공간인데 모든 점에 나머지 6차원이 다 있는 것이다.
모든 점이 프리챌 과자처럼 차원이 말려 있다.
각각의 한 점에 나머지 차원이 다 있는 것.
6개 숨어 있는 차원이 있는 공간은 얼마나 작은가? 플랑크 크기 정도
너무 작기 때문에 우리는 모르는 것.
그림으로 그릴려면 공간을 볼때 마다 한점에 과자하나씩 있는 것.
우주는 끈으로 이루어져 있고, 이 책은 끈이론의 관점에서 설명
끈은 그대로 길이를 가지고 있는 1차원, 정확하게 는 고리.
표준모형과의 다른 점은 표준모형은 크기가 정의가 안되는 점입자, 크기가 없다. 그래서 필연적으로 계산에서 문제가 생길수 밖에 없다.
끈은 어쨋든 작지만 길이를 가지고 있다. 초끈의 길이를 플랑크 길이로 이야기
이것의 장점이 중력과 상대성이론 통합에 결정적 역할.
점은 0차원, 표준모형은 0차원이어서 계산이 골치 아프다.
끈은 표준모형보다 작은 구조지만 1차원의 길이가 있기 때문에 유리한 점이 있다.
짜증나는게 크기가 없는 점 안에 길이가 있는 끈이 있다
그러니까 사실은 크기가 없는 점이 아니라는 것이다. 입자라는게 점이라고 하면 뭔가 동그란걸 생각한다.
그런게 아니라 그냥 끈이 흔들리는 패턴일뿐이다.
끈이 입자 파동 이중성을 설명할수 있는건가요?
그건 좀 다르다. 그건 거대스케일로 나타나는 거기때문에.
끈이론에서는 입자를 구슬로 생각하면 안된다.
표준모형에서 점도 크기를 가진걸로 해봤는데 안되더라.
기타현을 예로 들면 어디를 짚느냐에 따라 음정이 바뀌고 다른 음이 나온다.
같은 선에서 나는 다른 소리, 음색이라고 하는. 음정은 같은 거고, 음색에 따라서 차이가 있다.
브라이언 그린-끈이론이 완성되려면 수십년, 또는 수백년 걸릴수 있다. 그만큼 어렵다.
빛의 속도로 이동하고 시간이 느리게 가고
특수 상대성 이론은 시공간을 하나로 보는 거니까
모든 물체는 시공간 속에서는 항상 빛의 속도로 이동한다고 볼수 있다. 공간속에서가 아니라. 우리 모두가.
시간이 빛의 속도로 가는 것이다. 내가 정지해있으면. 공간차원은 안움직이고.
많이들 반대를 원하지만.
우리가 움직이면 공간차원으로 속도가 생기는것 만큼 시간차원으로 속도가 줄어든다.
속도가 빨라질수록 시간이 느리게 가는 건 공간에서의 속도라 빨라지니까 시간에서의 속도가 느려지는 것.
아예 빛의 속도로가면 시간이 안간다.
이렇게 생각하면 쉽다.
공간하나와 시간하나만 보니까 정지해있으면 시간차원으로만 빛의 속도로 가고, 움직일수록 시간차원에껏을 빼어오는 것이다.
미친 우주다.
