우주의구조-5,6,7장 질문을 올려주세요

여울아
2022-10-28 15:06
280

과학세미나 카톡 터질 거 같아서 질문 게시판부터 열었어요^^

 

저는 오늘부터 읽기 시작합니다~

댓글 8
  • 2022-10-29 21:31

    - 5장 얼어붙은 강
    207p 서로에 대해 상대적으로 움직이고 있는 관측자들은 주어진 한 순간에 서로 다른 '지금'을 느끼고 있다.
    -> 현재란 무엇인가? 과거/미래는 존재하는가? 저자의 설명에 대한
    214p 정말로 존재하는 것은 과거, 현재, 미래가 아니라 이들이 하나로 합쳐진 시공간인 것이다.
    216p '한 순간' 이라는 시간 속에서 '변화'는 아무런 의미도 없다.
    시간의 속성을 자세히 살펴보면 끊임없이 흐르는 강물이라기보다 모든 순간들이 한꺼번에 꽁꽁 얼어붙어 있는 거대한 얼음 덩어리에 가깝다.
    -> 감동

    - 6장 우연과 화살 (시간&엔트로피)
    249p 우주가 질서 정연한 상태에서 질서가 무너지면서 지금의 상태에 이르렀을 가능성은 거의 없다.
    -> 중력으로 에너지가 생긴다. 우주의 탄생, 별의 탄생...엔트로피가 낮아진다. 의 가능성이 있지 않은가?

    - 7장 시간과 양자
    우리는 항상 시간 속에서 살고 있다. 진짜?
    시간은 어디나 존재하는 생활의 무대이며 우리는 잠시라도 그 흐름에서 벗어날 수 없다. 진짜?

  • 2022-10-30 13:14

    5장 얼어붙은 강
    214p 정말로 존재하는 것은 과거, 현재, 미래가 아니라 이들이 하나로 합쳐진 시공간인 것이다.
    => 시공간이 절대적인 빵덩어리로 '순간'들이 잘라진 한 단면이라면 과거, 현재, 미래가 예정되어 있다는 말인가?
    아니면 환영 같은 과거,현재, 미래가 서로 상호작용하며 변화를 만들 수도 있다는 것인가?

    7장 시간과 양자
    265p <파인만의 모든 과거의 합>하나의 결과가 여러가지 방법으로 나타날 수 있는 경우, 모든 가능한 사건들은 동시에 진행된다.
    파인만은 이 모든 '가능한 경우'들이 최종결과가 나타날 확률에 나름대로 기여하고 있으며, 각각의 확률을 모두 더한 결과는 양자역학이 예견하는 총 확률과 정확하게 일치한다는 것을 증명하였다.
    268p 간단히 말해서, 일어날 수 있는 '모든 가능한 과거'들을 한꺼번에 더해야(중첩시켜야) 현재를 이해할 수 있다는 뜻이다.
    269p 실험적인 관측으로는 여러 개의 과거들을 낱개로 분리해 낼 수 없다. 우리는 모든 가능한 과거들이 중첩되어 나타난 최종결과만을 볼 수 있을 뿐이다.

    Q 안타깝게도 150명 가까운 젊은이들이 또 참변을 당했다. <파인만의 모든 과거의 합> 이나 <휠러의 지연된 선택> 실험들을 읽으며 사람이나 세상 일과 마주칠 때도 이렇지 않은가 싶어 감동을 느꼈는데 그 감동이 싸늘한 경험으로 다가왔다. 최종결과만을 두고 이번 경험을 그곳에 놀러간 젊은이들만의 문제라고 생각할 수 있을까? 우리는 참변이 아닌 다른 결과들을 지금까지 경험했었지 않은가? 그동안 할로윈 파티에 가서 죽어간 젊은이들이 없었기 때문에 올해도 열렸을 것이다. 3년만에 열리는 대형 파티로 젊은 인파들이 몰려들 것도 이미 예견되어 있었다. 이 밖에 '모든 가능한 과거'들을 중첩시켜서 현재 일어난 일을 이해하고 싶다. 세월호를 겪고도 이태원의 경험을 또 만들어낼 수 밖에 없던 가능성들은 무엇이었을까? 그 자리에 가 있지 않은 것이 행운이라면 우리는 언제까지 그런 행운을 개인적으로 누릴 수 있을까? 각자의 인연도 한 몫 했을 것라고 붓다 말씀으로 마음을 달래본다. 놀러 간 것 뿐인데 죽어나가는 일이 없기 위해서 우린 어떤 가능성들을 만들어야 하는 걸까?

  • 2022-10-30 16:31

    214. 과거, 현재, 미래는 다른 개념임이 틀림없지만, 아인슈타인의 말대로 “과거, 현재, 미래는 인간의 뇌리를 떠나지 않는 끈질긴 환영이다.“ 정말로 존재하는 것은 과거, 현재, 미래가 아니라 이들이 하나로 합쳐진 시공간인 것이다.
    216. 시간의 속성을 자세히 살펴보면 끊임없이 흐르는 강물이라기보다 모든 순간들이 한꺼번에 꽁꽁 얼어붙어 있는 거대한 얼음 덩어리에 가깝다. 아인슈타인조차도 시간개념을 수용하는데 적지 않은 어려움을 겪었다.
    221. 지금까지 알려진 물리법칙에 의하면(우리의 경험과는 정반대로)크림을 타서 섞은 커피는 다시 크림과 블랙커피로 분리될 수 있고 ... 또한 탄산음로에서 나온 기체는 다시 음료 속으로 녹아 들어갈 수도 있다. 우리가 하늘같이 믿고 있는 물리법칙들은 ‘시간되짚기 대칭성’을 갖고 있기 때문이다. 즉 어떤 일련의 사건들이 시간의 순방향을 따라 진행되었다면 이 사건은 반대반향으로 진행될 수도 있다는 뜻이다. ...아무든 현대물리학의 기본법칙에 의하면 시간 축을 따라 한쪽 방향으로 일어나는 사건은 반대방향으로도 일어날 수 있다는 것을 마음 속 깊이 새겨 두기 바란다.
    시간되짚기 대칭(사건 되짚기, 과정 되짚기, 사건과정 되짚기)
    ”시간은 항상 과거에서 미래로 흐르지만 그래도 사건은 거꾸로 진행될 수 있다“는 뜻이다.

    235. “모든 물리계는 고-엔트로피 상태로 이동하려는 경향이 있다.”-이것이 바로 열역학의 제2법칙이다 (제1법칙은 잘 알려져 있는 에너지 보존법칙이다)... 경우에 따라서는(확률이 아주 작기는 하지만)고-엔트로피 상태에서 저-엔트로피상태로 이동할 수도 있기 때문이다.(이런 내용들이 사람 잡음, 복잡하게 만들어서.ㅎ)
    아직도 풀리지 않은 수수께끼
    260. 초창기의 우주는 무슨 수로 그토록 질서정연한 상태를 획득할 수 있었는가?

    302. 양자역학과 일상적인 경험사이의 연결고리를 찾는 연구는 앞으로 한동안 계속될 것이며 지금까지 제시한 이론들 중 어떤 거의 최종적으로 살아남을지는 아무도 알 수 없다.
    현재 많은 학자들의 지지를 얻고 있는 그 해결책은 바로 ‘양자적 결어긋남’이었다.

    질문
    302쪽의 양자적 결어긋남은 무엇을 말하는가?

  • 2022-10-31 00:02

    메모> P256 ~257
    이와 마찬가지로, 넓은 공간에 골고루 퍼져 있던 기체분자들이 지역적으로 뭉치면 엔트로피가 감소한 것처럼 보이지만, 이 과정에서 열이 발생하여 결국에는 행융합반응으로 이어지기 때문에 전체적인 엔트로피는 증가한다. 이것은 매우 중요하면서도 흔히 간과하기 쉬운 부분이다. 우주의 삼라만성이 무질서한 상태로 변해 가는 것은 사실이지만, 그렇다고 해서 별이나 행성, 또는 식물이나 동물과 같은 질서정연한 개체가 생성될 수 없다는 뜻은 아니다. ~ 어느 날 갑자기 부분적인 질서가 나타난다 해도 전혀 이상할 것이 없다.

    엔트로피가 확률적/통계적 개념이지 양화되거나 측량되는 개념이 아니었다는 것, 시간의 비대칭성을 가장 정합적으로 설명하는 방법은 빅뱅상태를 극-저 엔트로피로 가정하는 것이라는 것... 왜 빅뱅이 극-저 엔트로피인지는 아직 책에 안나왔다는 것... 그리고 위의 발췌문으로 봐서 알 수 있듯이, 인간이라는 질서잡힌 개체 혹은 부분적인 질서가 나타는게 그리 이상하지도 놀랄 일도 아니라는 것.... 인간 그리 뭐 대단할 일이 없어 보인다는 것...

    질문> 257
    우주 안에서 불랙홀보다 무질서한(엔트로피가 큰) 천체는 존재하지 않는다. 엔트로피가 크다는 것은 "물리적 상태에 거의 변화를 주지 않으면서 구성물질의 배열을 바꿀 수 있는 방법의 수가 많다"는 뜻이다. 그런데 우리는 블랙홀의 내부를 들여다볼 수 없으므로 구성요소들이 아무리 재배열되어도 겉으로 드러나는 모습은 항상 똑같다. 따라서 블랙홀은 최대-엔트로피 상태에 있다고 말할 수 있다.

    제 짧은 국어 실력으로는 이 문장들의 논리적 배열을 도저히 따라잡을 수가 없네요. 가르침을 부탁드려요. 논리로 이어지지 않는 과학적 가정과 지식을 요구하는 문장같습니다.

  • 2022-10-31 13:21

    209-210p. 시간단면 그림 보는 법..... 이 잘 들어오지 않네요.
    한 사람 앉아있고, 보행자는 멀어지거나 다가온다. 두 사람의 시간단면 달라진다. 두 사람이 느끼는 ‘지금’은 달라진다. 이동속도가 빠를수록, 거리가 멀어질수록 회전각도는 커진다.
    경우1) 보행자가 다가온다. 앉아있는 사람이 보기에 보행자의 시간단면은 미래쪽으로 돌아가 있다.
    경우2) 보행자가 멀어진다. 앉아있는 사람이 보기에 보행자의 시간단면은 과거쪽으로 돌아가 있다.

    266p. 광선분리기 통과한 레이저빔 실험. 이중슬릿실험과 동일한 결과를 보여주는 것 같은데, 무엇이 달라서, 무엇을 설명하려고 이 실험을 별도로 가지고 왔을까요?

    • 2022-10-31 15:32

      267p 그림 a와 b 실험의 구분이 잘 가지 않습니다. 누가 설명 좀 해주세요~

  • 2022-10-31 15:01

    241p 그림 6.2b 와 247p 그림 6.3 부분이 인상적이었습니다.
    6.2b는 시간의 되짚기 대칭성을 근거로 엔트로피는 점차 증가한다는 열역학제2법칙을 적용하여, 과거로 멀어질 수록 점차 높은 엔트로피를 가졌다고 가정하고 있습니다. 이때의 근거는 뉴턴이 과거와 미래의 시간성을 구별하지 않는다는 것을 근거로 합니다.
    6.3에서는 확률적으로 저엔트로피 상태보다 고엔트로피 상태가 더 가능성(확률)이 크다고 하면서 조금 녹은 얼음이 과거에는 (질서정연한)얼음이었을 확률보다는 (무질서한)물이었을 확률이 높다고 말합니다. 이것은 기존 상식과는 어긋나는 주장인데요. 어쨌든 확률적으로 보면 얼음보다는 물 상태가 더 확률이 높다는 것입니다. 이것은 과거 30분 전에 얼음이어야만 30분 후 조금 녹은 얼음이 될 수 있다고 생각했던 제게 또 다른 가능성을 보여주는 사례여서 놀랍습니다. 그러나 다른 한편으로는 이런 저자의 주장이 궤변이 아닐까 싶기도 합니다.
    왜냐하면 엔트로피 개념은 시간이 지날수록 무질서도가 높아져서 비가역적/비대칭적이기 때문에 되돌이킬 수 없는 것을 의미합니다. 하지만 저자는 엔트로피가 낮은 것보다는 높은 것이 더 큰 확률이라는 이유로 과거를 가역적으로 가정하고 있는 것이 아닌가 싶습니다. 이것은 엔트로피의 많고 적음을, 확률의 많고 적음으로 해석하여 방향성을 없애버리기 때문에 가져오는 혼동이 아닌가 싶습니다. 저자는 수백 장의 서류를 높이 날렸을 때 순서대로 질서정연한 상태를 유지하는 경우와 그렇지 못한 수백만 가지의 경우의 수로 예를 시작하여, 엔트로피 개념으로까지 가져왔습니다. 이후에는 우주의 빅뱅 순간으로까지 이 개념을 가져가고 있습니다. 그림 6.3의 주장에 대해서 어떻게 생각하시나요?

  • 2022-10-31 22:50

    저는 늦었지만 각 장에서 인상 깊었던 부분 하나씩만 올려 보겠습니다.
    5장
    시간이 흘러간다는 느낌은 우리의 경험과 사고, 그리고 언어 속에 깊이 뿌리내리고 있다. 시간의 정체가 명쾌하게 밝혀지지 않는 한, 시간을 흘러가는 것으로 생각하는 우리의 습관은 더욱 견고하게 굳어질 것이다. 그러나 언어와 실체를 혼돈해서는 안 된다. 언어는 인간의 경험을 효과적으로 표현할 수 있지만, 물리학의 심오한 법칙을 표현하는 데는 별로 적절치 않다. 217P
    -나의 궁극적 관심은 물리학의 심오한 법칙이 아니라 실재와 진리이다. 물리학은 수학이라는 기초 위에 서 있는 거대한 건축물이라는 생각이 드는데 그렇다면 수학은 완전한가? 단단한가?
    - 언어는 인간 사고의 도구이며 인간을 인간이게 하는 가장 중요한 특징이 아닌가? 수학이야말로 물리적 실재로부터 유리되어 추상화되면서 모순을 내포하며 수많이 약속들과 상징들 안에서 자가당착적 설명을 되풀이하는 것은 아닌지?
    6장
    우리의 몸과 두뇌는 완전한 혼돈 상태에서 지금의 형태로 만들어진 셈이다. 즉, 우리가 알고 있는 모든 것과 우리가 가치를 부여하고 있는 모든 것들은 영구히 지속되는 무질서 속에서 잠시(아주 희귀한) 통계적 요통을 겪으면서 지금의 모습으로 변해 왔다고 할 수 있다. (P.250)
    - 나의 현재의 상태는 정상인가? 정상이라면 엔트로피가 높은 것이고 (우주에서는 엔트로피가 높은 것이 정상이라고 했으므로) 엔트로피가 높다는 것은 무질서하다는 뜻인데...
    나의 현재 상태를 질서를 갖춘 상태라고 본다면 그것은 엔트로피가 낮다는 것이 된다.?? 모르겠음....
    7장
    파인만식 접근법에 의하면 우리에게 관측된 현재는 모든 가능한 과거들이 특별한 방식으로 혼합되어 나타난 결과이다. (P.268)

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