양자 물리학이 알려주는 매력적인 이야기

양자 물리학을 알수록 오히려 미궁에 빠질 수 있다.

과학계는 우리 우주와 그것이 어떻게 작동하는지 이해하는 데 먼 길을 왔습니다. 그러나 아직 우리가 모르는 것이 많이 있습니다. 와이그너 하이젠 베르크가 한때 이렇게 설득력 있게 표현했듯이 "우주는 우리가 생각하는 것보다 더 이상 할 뿐만 아니라 우리 가 생각할 수 있는 것보다 더 이상 합니다."라고 말하기도 했습니다. 우리는 우주와 현실의 본질을 어떻게 이해할 수 있습니까? 세상을 바라보는 방법 중 하나인 물리학을 통해서 살펴보는 시간을 가져보겠습니다. 당신은 아마도 물리학 과정을 한두 번 들었을 것입니다. 물리학을 쉽게 생각하는 한 가지 방법은 우주의 과학과 그 안에 있는 모든 것입니다. 사실 물리학이라는 단어는 "자연"으로 번역되는 그리스어에서 이름을 따 왔습니다. 화학과 함께 생물학, 물리학은 검증 가능한 예측, 가설, 실험, 수학, 모델링을 사용하는 하드 과학입니다. 주제의 하위 범주에서 공부하거나 일하는 사람은 누구나 물리학 세계가 흥미롭다는 것을 말할 것입니다. 현실의 장막 뒤를 엿볼 수 있도록 도와줍니다. 입자 물리학 , 천체 물리학, 양자 정보 과학 등 물리학과 관련된 많은 분야에서 우리가 우주에 대해 더 많이 배울수록 우주는 더 이상해 보이는 것 같습니다. 아마도 그것이 공상 과학 장르가 현대 문화와 물리학 자들 사이에서 그렇게 특별한 위치를 차지하는 이유일 것입니다. 오늘, 우리는 물리학 세계가 제안하는 가장 이상한 생각을 구부리는 아이디어, 즉 실행 이론과 사고 실험을 살펴볼 것입니다. 평행 우주가 시간을 거슬러 올라가는 증거가 있을 수 있습니다. 올해 초, 인터넷은 시간이 거꾸로 흐르는 평행 우주에 대한 나사의 발견에 대한 소식에 열광했습니다. 물론, 최근 몇 년 동안 배운 것이 있다면 인터넷에서 보고 듣는 모든 것을 소금 한 알과 함께 가져가야 한다는 것입니다. 자, 다음 명백한 질문입니다. 그 말은 사실인가요? 짧은 대답은 아니오입니다. 이야기는 너무 과장되었다고 생각합니다. 요컨대, 나사 과학자들은 실제로 우리의 현재 물리학 이해를 완전히 바꿀 수 있는 기본 입자의 증거를 찾았습니다. 또는 알 수 없는 방식으로 얼음과 상호 작용하는 입자 일 수도 있습니다. 이전 가정의 아이디어를 가지고 입자 신호는 남극에서 실험하는 동안 발견되었습니다. 연구자들은 시간이 거꾸로 이동하는 평행 우주의 존재에 대한 증거가 없다고 주장하지만 고려하는 것은 매혹적입니다. 그것이 사실이 아니라는 사실 이 그 아이디어를 덜 흥미롭게 만들지는 않습니다. 만약 그러한 평행 우주가 존재한다면 그것은 시간이 뒤로 이동하고 양이 음수 일 때, 왼쪽이 오른쪽 일 때 등 우리와 완전히 반대가 될 것입니다. 평행 우주가 실제로 존재할 수 있습니다. 이전 항목을 바탕으로 과학자들이 좋아하는 공상 과학 소설 중 하나를 완전히 제쳐 놓지 않았다는 점에 유의해야 합니다. 그리고 물리학에서 평행 우주의 가능성을 가리키는 몇 가지 증거가 있습니다. 본질적으로 평행 우주는 우리와 함께 존재하지만 감지할 수 없는 우주인 것처럼 들리는 그대로입니다. 이 우주에서는 모든 것 또는 몇 가지만 다를 수 있습니다. 당신은 축구 선수, 프로 게이머, 유명한 작가 또는 디자이너 일 수 있습니다. 우리는 우주가 평평한 지, 구형인지, 쌍곡선인지 확실히 알지 못합니다 (가장 가능성이 높은 세 가지 모양을 말함). 우주가 평평하다면, 이것은 잠재적으로 많은 우주가 있을 수 있다는 것을 의미할 수 있습니다. 그러나 재미는 여기서 끝나지 않습니다. 투프트스 대학의 우주 학자 알렉산더 바일런 킨은 우리 우주가 다른 거품 우주의 무한한 네트워크의 일부인 "거품"이라고 생각합니다. 더 미친 것은 물리학 법칙이 이러한 대체 우주에서 다르게 작동할 수 있다는 것입니다. 파동 입자 이중성은 전혀 직관적이지 않습니다. 이것은 우리가 머리를 긁적입니다. 양자 물리학에서 발견되는 파동 입자 이중성의 원리에 따르면, 물질과 빛은 상황에 따라 파동과 입자의 행동을 모두 나타냅니다. 파도는 입자와 같은 특성을 나타낼 수 있고 입자는 파도와 같은 특성을 나타낼 수 있습니다. 양자 물리학에서 이것은 입자의 확률을 중심으로 하는 파동 방정식을 기반으로 물질과 에너지를 설명할 수 있게 합니다. 이것이 입자 가속기 연구가 흥미로운 이유 중 하나입니다. 양자 얽힘은 으스스합니다. 알버트 아인슈타인은 양자 얽힘, "원거리에서의 으스스한 행동"이라고 불렀고, 그 이유를 알아내려고 합니다. 간단히 말해서, 얽힘은 입자가 연결되어있는 경우를 나타내므로 한쪽에서 수행된 동작이 멀리 떨어져 있어도 다른 쪽에 영향을 줍니다. 두 개의 얽힌 전자가 있다면 말하십시오. 입자를 "A"와 "B"라고 합시다. 이제 우리가 입자 A의 상태를 변경한 것을 했다고 가정해 보겠습니다. 이것은 입자 B가 그들 사이의 거리에 관계없이 입자 A의 상태를 취하게 할 것입니다. 그러나 잠깐, 더 있습니다. 이러한 상태 변화는 광속의 10,000 배 이상 발생한다고 이론화되었습니다. 거의 즉시 말입니다. 연구자들은 이것이 왜 발생하는지 또는 어떻게 가능한지 정확히 알지 못하지만 존재하는 것처럼 보입니다. 글래스고 대학의 연구원들은 작년 에이 현상에 대한 사진을 찍었습니다. 그 외에도 양자 물리학을 통해서 우리의 우주와 현실을 알 수 있는 몇 가지가 더 있습니다. 그 이야기는 다음에 이어서 들려 드리겠습니다. 시간 내어 글을 읽어 주신 분들에게 행운이 있기를 바라겠습니다.