자연계에서 에너지는 다른 형태로 전환될 뿐이고 손실되지 않고 보존되지만 일상에서는 흔히 에너지 손실이라는 표현을 쓰기도 한다. 열에너지, 빛 에너지, 전기 에너지, 운동 에너지, 위치 에너지, 핵에너지, 생체 에너지, 화학 에너지 등 여러 형태의 에너지가 있지만 일상에서 쓰이는 에너지의 이름에 어떤 경우에는 복합적인 에너지 요소가 있는 경우도 있다. 이 글에서...
운동, 움직임은 두 종류로 나누어 볼 수 있다. 방향이 변하지 않는 직선 운동과 방향이 변하는 회전 운동. 방향이 변하지 않는 직선 운동은 생각하기 간단하지만, 방향이 변하지 않는다면 오늘 만난 누구를 미래에 다시 만날 방법이 없을 뿐만 아니라 모든 것들은 영영 헤어지거나 충돌해서 둘 다 망가질 수밖에 없으니 끔찍할 것이다....
강입자 속에 꽁꽁 숨어있던 쿼크는 어찌 된 일인지 단독으로는 발견되지 않았고, 입자동물원에 멋진 질서를 부여한 쿼크 이론은 보다 본질적인 배타원리와 충돌하고 있었습니다. 어느 쪽을 포기할 수도 없을 정도로 충돌하는 이론들은 현상들을 잘 설명하고 있어요. 당연히 자연에 문제가 있는 것은 아니죠. 사람이 한 것에서 뭔가 부족한 것이 있는 것입니다. 과학자들은...
자연에서 에너지를 전달하는 방법은 어떤 것이 있을까? 이것은 무슨 의미일까? 중요한 것일까? 물론 중요하다. 에너지는 ‘일을 할 수 있는 능력’이라고 역학적으로 정의하고 있으나, 일(work)을 역학적으로 정의해야 하는데 에너지는 역학적인 개념을 넘어선다. 무엇인가 변화시킬 수 있는 역량으로 생각해도 괜찮으며, 이것은 당분간 정성적인 의미로 광범위하게 생각하자는 이야기다. 무엇인가를 변화시밀 수 있는...
미시세계를 이해하는 길에서 처음 마주한 양자역학은 원자와 분자로 구성된 거시세계의 물성과 변화를 이해할 수 있게 해주었다. 양자역학(QM Quantum Mechanics)은 화학에게 이론적 기초를 제공하며 현대화학을 성립시켰고, 분자를 이해할 수 있게 된 화학은 생물을 분자단위에서 이해할 수 있는 분자생물학으로써 생물학 혁명을 일으켰다.
또한 생물학의 혁명은 의학의 발전과 심리학의 생리적 연구를 질적으로 변화시켰으며,...
원자핵을 발견하면서부터 전기적 반발력을 이기고 원자핵을 안정되게 결합시키는 힘이 새로운 종류일 것이라는 짐작은 했으나 실체를 알지는 못했었다. 유가와가 핵력을 설명하기 위하여 중간자를 예견했고 발견되면서 새로운 힘을 이해한 것 같았으나, 핵력은 강한 상호작용이 스며져 나온 것이며 기본적인 힘이 아니었다.
강한 상호작용은 쿼크들 사이에 3 종의 새로운 전하들 사이에 작용하는 힘입니다. 3종류의...
“만물의 근원은 무엇인가?” 기록으로 남지는 않았으나 이러한 근본적인 질문은 여러 곳에서 오래 전부터 있었을 것이다. 세상을 알고자 하는 인간의 호기심은 마주하고 우리 몸을 구성하는 물질의 정체성으로 자연스럽게 향했을 것이며, 물질이 근원적으로 무엇으로 구성되어 있는지 묻고 답하려 했다. 어려운 질문들을 신에게 의탁하고 인간의 영역을 수동적인 것에 한정하려던 태도와 다르게, 2,600년...
강체(剛體 rigid body)라고 들어보셨을 것이다. 한자로 단단할 강(剛)을 붙였지만 물리학적으로는 단단한 것을 넘어서 조금도 그 형태가 변하지 않는 물체를 지칭한다. 이러한 정성적인 말을 더 구체적으로 한다면, 강체를 이루는 구성 요소들의 상대적인 위치가 변하지 않는다고 표현할 수 있다. 물체를 이루는 상대적인 위치가 변하지 않는다면 형태는 변형되지 않는다. 강체를 던질 때,...
인간에게 시각은 가장 많은 정보를 받아들이고 처리하는 감각이다. 따라서 인간의 뇌에서 시각을 담당하는 영역은 후두엽(뒤통수엽)쪽에 상당히 넓게 분포하고 있으며, 감각의 인지를 통합하고 운동을 제어하는 소뇌와 붙어있고 시상은 척수와 연결되는 간뇌의 대부분을 차지하고 있다. 시각은 빛이 각막과 수정체를 거쳐서 망막에서 전기적 신호로 전환되면서 뇌에서 정보를 처리할 수 있게 된다. 망막까지...
태양 주위를 공전하고 있는 태양계 행성들의 공전속도는 어떨까? 가령 지구보다 안쪽에 있는 내행성(수성, 금성)의 공전하는 빠르기는 외행성(화성, 소행성, 목성, …)보다 빠를까 느릴까? 물리적인 생각으로는 빨라야 할 것 같다. 더 안쪽에 있는 행성은 태양이 끌어당기는 중력을 많이 받기 때문에, 궤도를 유지하기 위하여 더 빨리 돌아서 중력과 원심력의 균형을 맞추어야 한다....