빛과 물리학 감상문

소개글

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목차

빛과 물리학



1부 빛과 시간 특수상대성 이론
2부 빛과 공간 일반상대성 이론
3부 빛의 추적자
4부 빛과 원자
5부 빛과 양자
6부 빛과 끈

본문내용

가장 작은 세계를 움직이는 법칙은 맞지 않을까? 그것은 두 세계를 움직이는 힘이 다르기 때문이다. 힘은 4가지로 설명할 수 있다. 첫 번째 힘은 중력이다. 만일 중력이 사라진다면 지구는 산산이 분해되고 우리는 우주 공간에 내던져질 것이다. 두 번째는 전자기력이다. 빛은 전자기파의 일종이다. 전자기의 성질이 빛과 같다는 것이 밝혀지면서 이전에는 느낄 수 없었던 전혀 다른 종류의 힘들이 발견된다. 그 힘은 원자의 세계에 존재한다. 원자핵 속에 양성자와 중성자를 단단히 결속시켜주는 힘 바로 강력이다. 강력이 없다면 원자핵은 당장 분해되며 물체들도 와해되었을 것이다. 이 세계가 유지되는 것은 강력에 의해 안정된 결합을 하고 있기 때문이다. 네 번째 힘은 양력이다. 우라늄이나 코발트 같은 원소에서 방사능 붕괴를 일으키는 힘이다. 양성자와 중성자를 한 곳으로 묶어놓을 정도로 강하지 않기 때문에 핵자들이 떨어져 나가거나 붕괴되는 과정에만 관여한다. 전자기력과 양력, 강력 세 가지 힘을 통일하는 이론이 완성되었다. 통일장 이론이 반드시 필요한 사건이 발생한다. 그것은 블랙홀이다. 엄청난 중력을 가진 지역이 발견된다. 빛조차도 빠져나오지 못하고 여기선 시공간이 뒤틀리고 중력은 무한대이다. 일반상대성이론을 적용할지 양자 역학을 적용해야 할지 모르는 상황이다. 입자들을 만드는 어떤 작은 것이 있다는 것이 나온다. 그것은 점이 아니라 끈이었다. 이 세상이 끈으로 이루어져있다. 그 끈은 어떻게 생겼을까? 하나는 열려있고 하나는 닫혀있다. 모든 것을 설명할 수 있는 초강력 이론이다. 끈은 다양하게 진동해서 온 우주를 만든다고 한다. 이 끈 이론에 강력과 상관없는 입자가 발견되었다. 끈 이론을 전개하려면 강력 안에 질량이 없는 솔 입자가 발견되어선 안 된다. 끈은 진동 패턴이 달라지면서 입자가 된다. 모든 물질과 힘은 끈이 진동하면서 만들어진다. 이것이 초끈 이론이다. 끈이론을 간단하게나마 설명하기 위해서는 시공간의 여분의 차원을 도입해야 한다. 끈을 찾으려면 먼저 차원을 이해해야한다. 삼차원에서 시간을 넣으면 사차원이다. 여분의 차원은 모든 점에서 존재한다. 너무 작아 관측이 불가능한 초미세 영역이다. 전통적으로 알아온 다섯 개의 끈이론이 사실 하나의 더 큰 이론의 다섯 개의 한정된 사례였다는 것이다. 끈이론이 M이론으로 바뀌었다. 끈이론이 보이는 수학적 일치는 양자장론을 아인슈타인의 상대성이론으로 확대시키는 유일한 시도였다.

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