우주 미세조정 (물리 상수, 다중우주, 인류원리)밤하늘을 보다가 문득 "이게 다 우연일 수 있을까?" 싶었던 적이 있으신지요. 저는 우주 관련 책을 읽다가 이 질문을 처음 진지하게 마주했을 때, 단순히 신기하다는 느낌을 넘어 좀 불편한 기분까지 들었습니다. 우주의 기본값이 조금만 달랐어도 별도, 행성도, 저도 없었을 거라는 사실이 생각보다 묵직하게 다가왔습니다.물리 상수, 왜 이 값이어야 했을까일반적으로 우주의 법칙은 그냥 "원래 그런 것"으로 받아들여지는 경향이 있습니다. 그런데 물리학을 조금 더 들여다보면, 그 "원래 그런 것"이 전혀 당연하지 않다는 사실을 알게 됩니다. 저도 처음엔 그냥 넘겼다가, 미세조정(Fine-Tuning) 문제를 제대로 공부하고 나서야 이게 얼마나 기이한 문제인지 실감했습니..

양자컴퓨터와 우주 연구 (양자 중첩, 시뮬레이션, 암흑물질)망원경 하나가 하루에 쏟아내는 데이터가 수 테라바이트에 달한다는 사실, 알고 계셨습니까? 처음 이 수치를 접했을 때 저는 솔직히 계산 문제가 관측 문제보다 더 어렵겠다는 생각이 먼저 들었습니다. 우주를 보는 눈은 이미 충분히 발전했는데, 그것을 해석할 두뇌가 따라가지 못하고 있다는 뜻이니까요. 양자컴퓨터가 그 간극을 메울 수 있다는 이야기가 요즘 자주 나오고 있습니다.양자 중첩과 양자 얽힘, 실제로 뭐가 다른가일반적으로 양자컴퓨터는 "기존 컴퓨터보다 무조건 빠르다"라고 알려져 있지만, 제 경험상 이 설명은 절반만 맞습니다. 정확히는 특정 유형의 계산에서만 극적으로 유리합니다. 그 핵심에 있는 개념이 바로 양자 중첩(Quantum Superposi..

시뮬레이션 우주 (닉 보스트롬, 계산 복잡도, 플랑크 상수)솔직히 저는 처음 이 가설을 들었을 때 웃어버렸습니다. "우리가 누군가의 컴퓨터 안에 살고 있다고?" 영화 매트릭스 이야기인 줄 알았습니다. 그런데 생각보다 진지한 철학적 논증이 뒤에 있었고, 읽을수록 단순히 웃고 넘길 수 없는 내용이었습니다. 현실이 무엇인지 다시 묻게 만드는 가설, 시뮬레이션 우주론을 제가 직접 파헤쳐봤습니다.닉 보스트롬의 논증, 생각보다 허술하지 않습니다철학자 닉 보스트롬은 2003년 논문 "Are You Living in a Computer Simulation?"에서 이 논증을 체계화했습니다. 논리 구조는 생각보다 단단합니다. 그는 세 가지 명제 중 하나는 반드시 참이라고 주장했습니다.문명은 기술이 충분히 발전하기 전에 멸..

끈이론과 숨겨진 차원 (컴팩트화, 초끈이론, 여분차원)물리 교양서를 처음 집어 든 날, 저는 "우주가 10차원"이라는 문장 앞에서 책을 덮을 뻔했습니다. 눈에 보이는 것도 설명 못하는 사람이 보이지도 않는 차원을 논한다는 게 황당하게 느껴졌기 때문입니다. 그런데 파고들수록 이건 허무맹랑한 이야기가 아니라, 수십 년간 수학적으로 다듬어진 정교한 이론이었습니다.10차원이라는 주장, 근거가 있는가끈이론(String Theory)은 우주를 구성하는 가장 기본 단위가 점 입자가 아니라 1차원의 진동하는 끈이라고 봅니다. 여기서 끈이론이란 전자나 쿼크처럼 점으로 취급되던 입자를 '길이를 가진 끈'으로 대체하고, 그 진동 방식의 차이가 서로 다른 입자의 성질을 결정한다는 이론입니다. 기타 줄을 다르게 튕기면 다른 음..

빛보다 빠를 수 있을까 (특수상대성이론, 워프 드라이브, 우주탐사)어릴 때 SF 영화를 보면서 "우주선을 계속 가속하면 언젠가는 빛보다 빨라지지 않을까?" 하고 진지하게 생각한 적이 있었습니다. 저도 한때 그렇게 믿었습니다. 그런데 물리학을 조금씩 공부하면서 그 믿음이 얼마나 단단한 벽에 부딪히는지 실감했습니다. 빛의 속도, 초속 약 30만 킬로미터. 이 숫자가 단순한 기록이 아니라 우주가 설정한 절대적인 경계선이라는 걸 이해하는 데 꽤 시간이 걸렸습니다.특수상대성이론이 그어놓은 한계선물리학 교양서를 처음 읽었을 때, 제가 가장 충격받은 문장은 이것이었습니다. "질량을 가진 물체는 빛의 속도에 결코 도달할 수 없다." 직관적으로 이해가 안 됐습니다. 엔진을 더 강하게 만들면 되지 않냐고요.여기서 핵심은 ..

시간여행 (시간 지연, 웜홀, 시간 역설)어릴 때 저는 시간여행이 그냥 SF 영화 속 이야기인 줄로만 알았습니다. 그런데 아인슈타인의 상대성이론을 공부하면서 생각이 완전히 바뀌었습니다. 시간이 우리가 느끼는 것처럼 일정하게 흐르지 않는다는 사실, 그리고 미래로 가는 시간여행은 이미 과학적으로 확인된 현상이라는 사실을 처음 알았을 때의 충격이 아직도 생생합니다.시간 지연, 그게 진짜 일어나는 일이라고요?솔직히 이건 예상 밖이었습니다. 시간 지연(Time Dilation)이라는 개념을 처음 접했을 때, 저는 그냥 이론 속 이야기겠거니 했습니다. 시간 지연이란 빠르게 움직이거나 강한 중력장에 가까울수록 시간이 더 느리게 흐르는 현상을 말합니다. 쉽게 말해 같은 우주에 있더라도 상황에 따라 서로 다른 속도로 시..