50대 과학무지 아줌마 우주의생성과양자역학 이 관심있어지는이유

이미 모두가 다 알고 있는 양자역학에 대해 이제야 관심을 가지고 심드렁하게 책과 여러 매체를 통해 알아봐야겠다 생각이 들었습니다.  물론 갑자기 일어난 건 아니고 정토회에서 운영하는 경전대학 숙제였기 때문이긴 해요.

학교 다닐 때 과학과물리시간에 배웠긴 했으나 누구 앞에 설명하라 하면 절대 한마디도 못 낼 것 같은 분야입니다. 

도대체 이런 어려운 것들은 왜 공부해야 하는 거야.. 이러면서 20년 전에 사서 한번 대충 읽고 책장에 숨도 못 쉬고 먼지가 가득 앉은 스티븐 호킹의 "위대한 설계"를 꺼내놓고 읽다가 잠이 오길래 낮잠 한번 자고 일어났어요.  숙제니깐 반드시 오주의 생성과 양자역학에 대한 설명을 다른 사람에게 할 수 있을 만큼 될 수 있게 이런저런 참고영상을 찾아봤습니다.

 

EBS에서 방영되었던 "우주의 생성 " 은 짧은 영상에다 쉽게 설명이 되어서 아주 가볍게 접근이 가능했고요. 심지어 우주의 광활함에 경건해지기까지 했어요.  우주의 크기에 비해 티끌만 한 내 존재가 얼마나 미약한 존재인지, 그리고 이 먼지처럼 많은 사람들 속에 나와 인연이 된 좋든 싫든 그 사람들에 대해 경외감이 들며 소중하다는 마음이 들기 시작했습니다.

책을 보면서도 많이 배우지만 영상은 그림이 함께 있고 설명이 좀 더 깊고 자세해서 훨씬 공부에 도움이 되었습니다.  공책에 세세히 적어가며 되돌아 듣기 해가며 봤습니다.  이렇게 공부하면 고시패스해서 판검사도 될 수 있을 것 같습니다.

 

 

 

우리가 가장 많이 접한 우주가 생성되는 이야기엔 빅뱅이론 이 빠질 수 없습니다.   우주 총질량이 임계 밀도이상일 경우 중력이 팽창을 역전시켜 우주가 다시 수축한다는 게 기본 이론입니다.  매우 놓은 온도와 밀도에서 대폭발이 일어난 것을 빅뱅이론이라고 합니다.

대폭발 후 온도가 낮아지면서 물질이 생성되었고 이 물질과 에너지가 은하계 내부의 천체들을 형성한다고 하지요.

 

우리가 사는 우주는 수소와 헬륨으로 이루어졌다고 합니다.  그러니까 온도가 높아지면 수소가 헬륨으로 핵융합을 한답니다.

 

우주온도가 2만 도에서 3천 도로 식었을 때 양성자와 전자가 결합해서 "원자"가 생겨나고 최초의 원자  양성자와 원자가 결합해서 원자가 형성된 후 우주는 우주배경복사로 투명해집니다  이렇게 되면 빛이 움직일 수 있어요.

우주배경복사 - 우주 전역에서 발견되는 전자기파복사를 이럽니다.  색깔의 차이는 밀도의 차이에 의해 보인다 합니다.

에너지밀도에 따라 "입자"가 형성되고 기체가 모여들고 별이 탄생이 된다는 게 설명입니다.

 

양자역학 은 여기저기서 주워들은 것도 있고 해서 내가 좀 아는 것인 양 신나게 들었습니다.  중요한 건 내가 다른 사람들 앞에서 설명할 수 있는 것인지의 여부입니다.  누군가에게 설명한 다라고 생각하며 적어나가 봅니다.

 

양자역학:  김상욱교수님의 강의를 보며 참고합니다.  이해시작점은 "본다는 것은 무엇인가"  즉 보는 행위가 대상에 양향을 준다는 것입니다. 

1. 빛이 몸에 맞음 - 2. 원자가 빛을 흡수, 방출 - 3. 방출된 빛이 눈에 들어옴

양자: 띄엄띄엄한 값을 갖는 물리량

 

●양자역학은 미시세계의 물체의 운동을 연구하는 학문입니다.

●고전역학: 현재상태를 알면 미래에 무슨 일이 일어날지를 예측할 수 있다고 하는 결정론적 입장  

●양자역학: (비결정론 ) 현재상태를 알아도 미래예측은 모른다는 입장, 예측자체가 어려움

 

크기를 점점 줄이다 보면 어느 순간에 입자가 "파동" 이 됩니다.  파동은 전자가 거기에 나타날 확률이 커진다는 거며 즉 다시 말해 존재할 확률이 커집니다.  파동은 합쳐질 수 있습니다. 두 개가 동시에 존재할 수 있다고 봅니다.

 

 

 

글마무리

양자역학은 아직은 좀 어렵습니다.  이해가 되는듯하다가 그래서 뭐 어쩌라고? 혼자서 중얼거리게 된다지요. 그렇지만 뉴튼의

F= ma ( 힘 은 질량 X가속도)가 새삼스레 제법 엄청난 비법을 알게 된 것처럼 기뻐지는 마법을 경험하는 순간이 기분이 좋습니다. 조금만 더 파고들면 세상의 원리도 복잡한 인간관계도 여기에 입각해서 보게 되면 그다지 고통스럽고 힘들게 없어질 수도 있겠다는 기대가 생깁니다. 그래서 더 알고 싶어 집니다 더 알면 거대한 우주 속을 보듯 생각의 크기도 커지지 않을까요?