끈 이론(String Theory) 다큐를 감상하고...

끈 이론(String Theory) 다큐를 감상하고...

횽아들, 난 오늘 '끈 이론(String Theory)'에 관한 다큐 세편을 보았어. '끈 이론'은 말이야 중력에 촛점을 둔 뉴턴, 아인슈타인 사단의 거시 물리 법칙과, 전자기력/강력/약력에 촛점을 둔 닐스 보어 사단의 미시 물리 법칙의 대립을 쎄쎄쎄로 마무리 지을 수 있는 획기적인 이론이야. 아인슈타인 생전의 꿈이던 우주 만물의 역학을 하나의 통일된 방정식으로 설명하는 '통일장 이론'의 대를 잇듯이 그 영문 부제 또한 'The Theory of Everyting' 이라고.

 

 

 

 

끈?

 

 

일단 아인슈타인 횽아에 대해서 알아볼께. 부끄러우니깐 전공자 횽아들은 뒤로가기를 눌러줘ㅍ.ㅍ

아인슈타인 횽아는 등속 직선운동 계에서의 관찰자의 시각을 정리한 법칙인 특수 상대성 이론을 발표한 뒤, 그 후 우리가 사는 차원의 물리 법칙을 모두 아우를 수 있는(등속, 가속, 회전운동 등등등) 일반 상대성 이론을 발표하게 되었는데, 그것이 뉴턴의 만유인력 법칙에 다소 위배되게 되면서 학계로 부터 까임을 좀 당했지만 시공간 일그러짐의 개념을 설명하여 모든것을 멋지게 설명해 버린 횽아야. 현대 물리의 시발점이라고나 할까. 발음 조심해 줘.

 

 

 

아인슈타인 횽아

 

 

그러나 그 후, 관측기술이 발달하게 되면서 학자들이 미시 세계에 관심을 갖게 되었는데 이 미시 세계가 아인슈타인의 이론으로는 설명이 불가한 부분이 많았어. 닐스 보어 사단의 양자역학자들에게 엄청 두드려 맞았지만 아인슈타인은 신은 주사위 놀음을 하지 않는다며 그 뜻을 굽히지 않았어. 그러나 양자역학자들의 확률이론은 엄청난 성공 가도를 달렸고 많은 것들을 설명해 버리게 되지. 아인슈타인 횽아는 파티클의 위치를 관측을 하게 되면 에너지를 측정할 수 없고, 에너지를 측정하면 그 파티클의 위치를 측정할 수 없다는(...어 이거 아닌거 같은데 잘 기억 안 나니깐 넘어가줘. 배운지 10년도 넘었다구. 횽아들 중에 10년전 이날 저녁에 뭐 먹었는지 기억나는 사람만 까줘.....음?)게 너무 맘에 안들었어. 파티클은 그 곳에 '확률'적으로 존재한다는 모호한 개념이 맘에 안 들었던게지.

난 아인슈타인 횽아의 마음이 이해가 가. 잘 모르겠는 부분은 은근슬쩍 넘어가고 이용할 수 있는 부분에서 실리만 취하겠다는 자세가 맘에 안 들었던 게 아닐까? 역시 이 횽아는 킹왕짱 진리 탐구자 였던거야.

 

 

 

닐스 보어

 

 

아인슈타인 횽아는 빡이쳤어. 그래서 독일을 떠나 미쿡의 뉴저지로 옮겨서(사실 그것 때문에 간건 아니고 미쿡과 관련된 비하인드 스토리가 있어. 하지만 이런거 말했다가 CIA에 잡혀갈 지도 모르니깐 그만 둘께. 아 우리 휘소횽아 생각난다. 우리의 호프 故이휘소 횽아. 횽아들은 우리 휘소횽아와 아인슈타인 횽아가 20년정도 동시대에 살았으며 학자들에게서 휘소횽아가 더 뛰어나다는 평가를 많이 받았다는 사실을 알아? 흙흙- ) 중력뿐 아니라 전자기력까지 아우를 수 있는, 거시와 미시를 모두 설명할 수 있는 통일장 이론을 연구하기 시작했어. 하지만 횽아는 너무 늙어서 시간이 없었어. 흙흙- 침대에서 노트와 펜을 들고 흙흙-. 강력과 약력도 남았는데 흙흙-

 

 

 

아인슈타인 횽아의 뉴저지 생가 (지금은 기념관)

 

 

아인슈타인 횽아가 말년에 양자역학자들로부터 많이 까이기는 했지만 난 그 횽아가 좋아. 양자역학이 현대물리에 엄청난 발전을 가져오게는 했지만 말이야 사람으로 따지면 좀 비겁한 부분이 있다고. 그에 반해 그는 우리가 아직 모르고 있는 부분에 대하여 솔직했다고나 할까? 횽아들은 양자역학이 무언가 상당히 골치아픈 부분을 슬쩍 무책임하게 미뤄놓고 취할 것만 취했다는 느낌이 들지 않아? 표준모형으로 노벨상을 탈 때에도 중력을 포함시키지 않았으면서 마치 통일장 이론을 발견한 듯이 축배를 들었잖아.

 

아인슈타인 횽아는 절대 중력을... 흙흙- 아무리 중력이 나머지 세 힘(전자기력/강력/약력)보다 훨씬 약한 힘이라고 하도 자연계에서 떼어 놓을 수 없는 중요한 힘인데 감히!! (그때는 몰랐겠지만 지금까지 연구된 바에 의하면 중력은 나머지 세 힘보다는 훨씬 약한 힘이긴 하지만 아주 특별한 부분이 있다고. 마치 무협지에서 아주 약한 주인공이 캐무시 당하다가 알고보니 아주 특별한 부분이 있어 무림고수로 등극한다는 것 처럼 아주아주아주 드라마틱하고 특별한 넘사벽인 특징을 가지고 있단 말이야. 이것만 봐도 아인슈타인 형과의 승부는 아직 끝나지 않았다고 자식들아. 그 특징이 뭐냐면.. 설명하자면 기니깐 궁금한 사람은 문자 줘. 그럼 내가 전화할께. 무료통화 진짜 미치겠다 진짜 남아돈다.)

 

자 다시 끈 이론으로 돌아가서.

 

 

그런데 혜성과 같이 신화적으로 등장한(사실 그렇지는 않고, 주목을 못 받다가 갑자기 주목받은) 끈 이론이 중력마저 포함시켜 자연계의 4개 힘에 대하여 하나의 방정식으로 설명하고 있다는 것은 놀랄만한 일이라고나 할까? 마치 한 편의 드라마 같아. 미안하다 사랑한다 재밌게 봤는데...

 

 

 

미사 흙흙-

 

 

가브리엘 베네...아무튼 어떤 횽아가 양성자와 중성자를 묶어 놓는 강력에 대한 힘을 기술하는 방정식을 찾다가 우연히(아, 이거 우연히라고 하면 가횽이 싫어할텐데...) 200여년전의 오일러 베타함수에서 해답을 찾았는데, 여기를 파던 중에 끈 이론이 등장하게 되는 그런 스토리야. 완전 발리에서 생긴 일 보다 흥미롭지 않아?

 

끈이론이 기존 이론과 대칭되는 독특한 부분을 살펴보면 일단 이런게 있어. 기존 물리에서는 물질의 근본 구성을 점입자로 보고 있는데(뭐 up, down, charm, strange 등의 쿼크나 뭐 그 비슷한) 끈 이론에서는 말 그대로 끈으로 보고 있다는 거야. 독특한 파장을 내며 진동하는 아주 작은 끈들이 그 가장 작은 단위이며 그 독특한 파장의 구성에 따라 입자들이 그 특성을 달리한다는거야. 또한 기존의 우리가 알고있는 세계는 4차원(forward/backward, left/right, up/down 그리고 time!)이 아니라 끈들이 옮겨다니며 진동할 수 있게 만들어주는 6개차원을 더하여 총 10차원으로 구성되어 있다는 거야. ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 아오.

 

 

자 그런데 왜 우리는 나머지 6개차원을 인지하거나 관측할 수 없을까하는 질문에 끈이론 학자들은 어떻게 설며을 하느냐. 아주 가느다란 철근 있다고 가정할 때, 우리에게 그 철근이 제공하는 공간은 선으로 구성되어 있어 forward/backward의 단 1개 차원 밖에는 없는것으로 인식되지만 개미에게는 다르다는거야. 개미에게 그 철근은 아주 큰 원통과 같아 forward/backward 외에 left/right 까지 존재하는 2차원 공간이라는 거지. 즉, 물질을 구성하는 기본 입자의 사이즈가 되면 관측할 수 없었던 6개 차원이 더 존재한다는. 그런데 지금은 좀 더 보완이 되어 일명 여분의 차원이라 불리는 1개 차원이 추가 되어 우리 세계가 총 11개 차원으로 구성되어 있는 것으로 보고 있대..뭐...횽아들... 내가 세운 이론 아니야.. 나한테 뭐라고 하지마...

 

근데 재밌는 것은 무엇이냐. 바로 끈 이론은 수학적으로는 완전히 완전히 완벽하여 흠 잡을 데 없이 아름다운 이퀘이션이지만, 다른 물리 이론과는 다르게 현재로서는 실험으로는 증명할 수 있는 방법이 없다는 것이야 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ완벽 디펜스 ㅋㅋㅋㅋㅋ. 그러나! 지금은 페르미 연구소에서 입자가속기로 수소원자 충돌 폭발붕괴를 통해 독특한 끈의 한 종류인 '중력자'의 사라짐 현상을 관측하여 끈이론의 간접증명을 시도하고 있다는 것! 그리고 후발 주자이지만 훨씬 강력한 입자가속기를 건설중인 CERN에서 그 실험 준비를 하고 있다는 것.

 

 

 

끈 이론?

 

 

아 이 시점에서 페르미 연구소나 CERN에서 화장실 청소부 자리라도 있으면 가고 싶다는 생각이 굴뚝같이 든다. 낮에는 청소 저녁엔 대학원 뭐 이런거? 낄낄... 소년이여...어른이 되거라. 어차피 이 생애에 나에게 그런것은 허락되어 있지 않아. 나는 왜 전생에 나라를 팔아 먹었는가?ㅋㅋㅋㅋㅋ

 

 

 

페르미 입자가속기

 

 

 

자, 비록 그의 이론은 아닐지라도, 그 평생의 염원이었던 아인슈타인 횽아의 통일장 이론의 꿈을 끈 이론이 이루어 줄 수 있을까? 횽아들은 어떻게 생각해?