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[현대 물리학의 확장된 지평]제6-2장. 격자 이론과 시공간의 구조 4. 격자 이론과 시공간의 구조― 시공간을 바둑판처럼 잘게 나누면, 무슨 일이 벌어질까?루프 양자중력처럼 중력을 양자화하려는 또 다른 시도가 있습니다.그중 하나가 **‘격자 이론(Lattice Theory)’**입니다.격자 이론은 우주를 매우 미세한 격자 모양의 그물망처럼 모델링해서,그 위에서 입자들이 움직이고 상호작용한다고 보는 방식입니다.마치 바둑판 위에서 바둑알이 놓이고 움직이듯,모든 입자와 힘은 이 격자 위의 점과 선을 따라 존재하고 이동한다는 거죠. 🧊 격자란 무엇인가?우리가 잘 아는 예로, 컴퓨터 화면의 픽셀이 있습니다.한 장의 이미지를 확대하면 아주 작은 점들이 모여 있다는 것을 알 수 있죠.격자 이론에서 말하는 ‘격자’란 바로 그런 최소 단위의 점들과 연결 구조입니다.이 점들은 시공간의..
[현대 물리학의 확장된 지평]제6-1장. 양자중력의 도전 📘 제6장. 양자중력의 도전 ― 루프, 격자, 비선형― 아인슈타인의 중력과 양자세계가 만나는 그 어려운 접점에서🗂 세부 목차중력을 양자화한다는 것의 의미왜 기존 이론은 실패했는가?루프 양자중력: 공간의 입자화격자 이론과 시공간의 구조비선형 중력이론: 또 하나의 접근실험 가능한가? 양자중력의 관측통합을 향한 여정 속에서1. 중력을 양자화한다는 것의 의미― “시공간도 입자처럼 작게 나눌 수 있을까?”우리는 지금까지 중력을 설명할 때 아인슈타인의 일반상대성이론을 사용해왔습니다.이 이론은 중력을 ‘힘’이 아니라 시공간의 휘어짐으로 설명합니다.즉, 태양처럼 무거운 물체가 주변 시공간을 휘게 만들고,지구 같은 작은 물체는 그 휘어진 공간을 따라 움직이는 것이죠.이러한 이론은 큰 우주, 예를 들어 행성, 별, 블..
[현대 물리학의 확장된 지평]제5-2장. 존재의 물리학 5. 우주 종말 시나리오― 끝없는 팽창 속에서 우리가 맞이할 마지막은 무엇일까🌌 우주의 마지막을 상상하는 일우주의 시작을 이해하는 일만큼이나그 끝을 상상하는 일은 인류의 상상력을 자극해왔습니다.“별들은 사라지고, 은하는 고요해지고,모든 것이 얼어붙은 텅 빈 어둠만 남는다면?”과학자들은 지금까지의 관측과 이론을 바탕으로우주의 종말을 그려보려 했습니다.그 결과 등장한 세 가지 대표적인 종말 시나리오가 있습니다:① 열사(Heat Death) ― 가장 유력한 시나리오앞서 설명했듯, 현재 우주는 가속 팽창 중이며,그에 따라 에너지 밀도는 점점 낮아지고모든 별은 에너지를 소진한 채 식어갑니다.이 과정이 매우 오랜 시간에 걸쳐 계속되면우주는 다음과 같은 단계를 겪습니다:마지막 별이 수십조 년 후 꺼짐블랙홀만 남고,..
[현대 물리학의 확장된 지평]제5-1장. 우주의 기원과 종말 📘 제5장. 우주의 기원과 종말― 빅뱅에서 열사(熱死)까지, 존재가 시작되고 끝나는 그 길 위에서🗂 세부 목차시간의 시작: 빅뱅과 특이점팽창하는 우주: 허블의 발견과 현대 우주론우주의 운명: 수축인가, 열사인가엔트로피와 시간의 방향우주 종말 시나리오존재의 의미와 ‘무(無)’의 물리학물리학, 철학과 만나다1. 시간의 시작: 빅뱅과 특이점― 우주는 어떻게 시작되었는가🌌 "모든 것은 한 점에서 시작되었다"지금 우리가 보는 하늘,수많은 별과 은하,그리고 이 글을 읽고 있는 당신 자신까지 ―모두 어디서부터 왔을까요?현대 우주론은 놀랍게도 이렇게 말합니다:“우주는 약 138억 년 전, 상상할 수 없을 만큼 작은 한 점에서 시작되었다.”이것이 바로 **빅뱅 이론(Big Bang Theory)**입니다.💥 빅뱅..
[현대 물리학의 확장된 지평]제4-2장. 다중우주론 ― 관측 불가능성과 과학의 경계 그리고 철학 5. 관측 불가능성과 과학의 경계― 우리가 볼 수 없는 세계를 과연 과학이라 부를 수 있을까?🧪 과학의 기본 조건: 검증 가능성과학은 단순한 상상이 아닙니다.모든 과학 이론은 기본적으로 다음 두 가지 조건을 만족해야 합니다:예측 가능성: 이 이론이 뭔가 새로운 결과를 예측할 수 있어야 한다.검증 가능성: 실험이나 관측을 통해 그 예측이 맞는지 확인할 수 있어야 한다.이 두 조건이 충족될 때, 우리는 그것을 과학이라고 부릅니다.🔭 다중우주는 검증할 수 있는가?그런데 지금까지 소개한 다중우주 이론들은대부분 직접적인 검증이 불가능합니다.양자 다세계 해석: 다른 세계는 절대 관측할 수 없음영원한 인플레이션: 다른 거품 우주는 우리 우주 너머의 공간에 존재함초끈이론의 랜드스케이프: 다른 캘라비-야우 공간에 있..
[현대 물리학의 확장된 지평]제4-1장. 다중우주론 ― 하나의 우주 너머에 있는 또 다른 가능성 📘 제4장. 다중우주론 ― 하나의 우주 너머에 있는 또 다른 가능성― 양자역학과 우주론이 만나는 지점에서 펼쳐지는 새로운 세계의 상상🗂 세부 목차하나의 우주는 충분한가?양자역학에서 피어난 다중우주의 싹인플레이션 이론과 우주의 증식끈이론과 10의 500승 개의 세계관측 불가능성과 과학의 경계철학인가, 과학인가: 존재에 대한 새로운 질문다중우주의 의미: 우리가 누구인지에 대한 성찰1. 하나의 우주는 충분한가?우리가 살고 있는 이 우주는 별이 있고, 은하가 있고, 생명이 존재하는 유일한 공간처럼 보입니다.하지만 물리학은 아주 놀라운 가능성을 제시합니다.“우주는 우리 우주 하나뿐이 아닐 수도 있다.”이게 바로 **다중우주(multiverse)**라는 생각입니다.쉽게 말해, 우리가 사는 이 우주 외에도,또 다..
[현대 물리학의 확장된 지평]제3장, 초끈이론 📘 제3장. 초끈이론 ― 모든 힘을 하나로― 물질, 에너지, 시공간의 통합을 향한 상상력의 도약🗂 세부 목차점이 아닌 끈으로: 입자의 재정의차원의 확장: 왜 10차원이 필요한가중력을 품은 이론: 초끈이론의 위상다차원 세계의 해석: 캘라비-야우 공간하나로 수렴하는 이론: M-이론물리학의 최전선: 실험과 논쟁최후의 이론인가: 가능성과 한계1. 점이 아닌 끈으로: 입자의 재정의우리는 흔히 전자, 쿼크, 중성미자 같은 기본 입자들을 ‘점’이라고 배운다.즉, 크기나 넓이는 없고 오직 위치만 있는 존재로 생각하는 것이다.이런 개념은 고전 물리학과 양자장론에서도 기본이 되는 전제였다.그런데 바로 이 ‘점’이라는 개념이 물리학의 큰 난관에 부딪히기 시작했다.💥 문제: 너무 작아서 생기는 무한대점 입자는 너무 작아..
[현대 물리학의 확장된 지평]제2장. 양자장론의 세계 ― 입자와 힘의 언어 📘 제2장. 양자장론의 세계 ― 입자와 힘의 언어― “우주는 장으로 이루어져 있다. 입자는 장의 떨림이다.”🗂 세부 목차고전역학의 한계와 장 개념의 탄생양자장론의 기본 개념표준모형: 입자들의 사전힘의 본질: 교환 입자와 게이지 대칭힉스 메커니즘과 질량의 기원표준모형의 성공과 한계그 너머로: 새로운 물리학의 가능성1. 고전역학의 한계와 장 개념의 탄생17세기 아이작 뉴턴은 만유인력과 운동 법칙을 통해 우주의 기본 법칙을 정립했다.그에 따르면 물체는 힘을 받으면 가속하며, 그 힘은 물체들 간의 즉각적이고 직접적인 작용으로 설명되었다.하지만 19세기에 들어, 전자기 현상을 설명하려 할 때 이 고전적 개념은 한계에 부딪히게 된다.마이클 패러데이와 제임스 맥스웰은 힘이 직접 작용하지 않더라도, 공간 자체에 어..

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