나는 어디에 있는가? 인간이 우주의 중심에 있다고 믿었던 세계관(지구 중심설, 천동설)은 코페르니쿠스(1473~ 1543)의 태양 중심설(혹은 지동설)과 케플러의 행성운동의 법칙, 뉴턴의 운동법칙(자연 원리)과 만유인력의 법칙(운동 원인)으로 폐기되었다. 중심은 하나 밖에 없는 것으로써 우주에서 가장 특별한 곳 그리고 중심에 있기 때문에, 인간은 우주에서 가장 특별한 존재로 오랫동안 믿어왔다. 이 믿음은 과학혁명의...
평면에 나타내는 지도에 각양각색의 형태가 들어갈 수 있다고 하자. 꼭 현실의 나라들 영토가 그대로 들어갈 필요도 없고, 우주 어느 행성의 지도일 수도 있으며 꼭 영토가 아니라 평면에 아무렇게나 영역을 표현하는 임의의 형태여도 상관없다. 그런데 이렇게 자유로운 형태들로 평면을 이루는 지도를 과연 4 개의 색으로만 온전하게 구분지어서 나타낼 수 있을까?...
더 낮은 에너지 상태가 안정하기 때문에, 원자가 분자를 이룬다고 한다.
그래서 물질은 원자가 아니라 분자를 단위로 하여 모인 것이라고 한다.
왜? 더 낮은 에너지 상태로 가야만 안정한 것일까?
물체가 더 작은 위치에너지를 갖는 바닥으로 떨어지는 것과 같은 이유일까?
안정된 상태라는 것은 더 낮은 에너지 상태라는 것과 동일한 의미인가?
여러분의 의견은 어떤가요?
시스템이 0~9의 10가지 에너지를...
한때 공기는 고대 그리스의 아낙시메네스(B.C. 585 ~ 525)에 의하여 만물의 근원으로 생각되었던 시절도 있고, 엠페도클레스(B.C. 494 ~ 434)로부터 시작된 4 원소의 하나로써 2천 년이나 기본물질로 여겨지기도 했으나 여러 분자들이 섞여있는 혼합 물질이다. 과거의 공기는 지금과 무척 달랐을 것으로 추정되며 지금의 공기는 78%의 질소 기체(N2)와 21%의 산소 기체(O2) 그리고 0.93%의
비활성...
플랑크 시기
빅뱅(Big Bang 0초)은 공간이 시작된 것이니 점과 같이 작게 우주가 나타납니다. 온도는 1032 K보다 높았습니다. 시간도 함께 시작되어 우주에 변화가 일어나고 있었지만, 무슨 일이 있는지 무엇이 있는지 알 수 없습니다. 신이 존재한다고 하더라도 우주의 첫 모습은 신조차 녹일 정도로 뜨겁고, 신이 기거하기에는 너무 작았을 것 같습니다. 우주는 시간이...
국부적인 의미로 쓰이는 local 이라는 단어가 자연과학에서 어떻게 사용되는지 보기로 하자. 먼저 공간에 대해서 살펴보면, 우리에게 가장 익숙한 공간은 유클리드 공간이다. 삼차원 어느 곳도 모두 평평하여, 어느 방향으로도 다를 바 없이 균일하고(homogenous) 등방적인(isotropic) 공간이며 중고등 학교에서 배우는 기하나 건축물이 놓이는 현실은 모두 유클리드 공간에 펼쳐진다. 우리가 살아가는 지표면도 유클리드...
미시적인 물질을 입자(particle)와 파동(wave)의 양자선택적 입장이 아니라 장(field)이라는 하나의 물리적 개념으로써 이해할 수 있습니다. 그러나 고전적인 개념의 장으로는 미시세계를 제대로 기술하고 나타낼 수 없어요. 장을 양자화해야 양자이론과 어울리며, 물론 장은 특수 상대성이론과도 어울려야 합니다. 현대물리학을 세운 두 기둥 위에 올라가야 하는 것이죠. 장을 양자화하여 세상을 이해하는 이론이 현대물리학의 기본을...
추정이지만 현재 지구의 생명체는 약 1천만 종 정도라고 하며, 대량 멸종 및 생명의 진화와 도약이 점철된 생명의 역사에 수록된 지금까지의 생명체들은 약 5억 종이라고 한다. 인간은 그 많은 생물 종 중의 하나이다. “도대체 어떻게 해서 이렇게나 다양한 생명체들이 있는 것일까?”에 대한 의문은 다윈과 월리스의 진화론(1858년 다윈과 월리스는 ‘자연 선택’의...
지표면을 따라 살아가는 우리가 느끼지는 못하지만, 지구 너머의 우주에서는 햇빛 외에도 입자들이 쏟아져 들어오고 있습니다. 거의 대부분은 태양으로부터 오는 것이지만, 별빛이 수많은 별들에게서 오는 것처럼 태양이 아닌 곳에서도 빛 외의 여러 입자들이 지구로 들어오고 있을 것 같군요. 헤스는 지표면에서 검출되는 방사선이 고도가 높아질수록 많아지는 것을 확인하며, 우주에서 입자들이 쏟아져...
아마도 과학의 역사에서 연금술(alchemy)처럼 돈과 직접적으로 관계되는 연구는 없을 것이다. 아리스토텔레스(B.C. 384~322)가 4원소설을 지지한 이래로 2천년이라는 긴 시간 동안 사람들은 연금술을 믿으며 값비싼 금이나 무병장수를 가능하게 하는 ‘현자의 돌’(‘철학자의 돌’, ‘마법사의 돌’로 불리기도 한다)을 만들기 위해 혹은 찾기 위해 많은 실험과 힘든 탐험을 해왔다. 세상의 모든 물질의 근원이 물,...