우주 밖의 공간 (관측 가능한 우주, 시공간, 다중우주)솔직히 저는 한동안 "우주 밖"이라는 질문이 단순한 상상력의 문제라고 생각했습니다. 밤하늘을 보며 "저 너머엔 뭐가 있을까"를 궁금해하다가 막상 공부를 시작해보니, 이 질문이 물리학 안에서 정의 자체가 불가능할 수도 있다는 걸 알게 됐습니다. 그 순간이 꽤 낯설었습니다.관측 가능한 우주 — 우리가 볼 수 있는 범위의 한계현대 우주론에서 가장 먼저 등장하는 개념이 관측 가능한 우주(Observable Universe)입니다. 관측 가능한 우주란 빛이 우주 탄생 이후 지금까지 이동할 수 있었던 거리 안에 존재하는 영역을 의미합니다.우주의 나이는 약 138억 년으로 추정되지만, 우주 공간 자체가 계속 팽창해왔기 때문에 현재 관측 가능한 반경은 약 465억..

웜홀 이론 (아인슈타인-로젠 다리, 이상 물질, 시간여행)우주에서 거리라는 개념이 절대적이지 않을 수 있다면 어떻게 될까요? 저도 처음엔 그냥 SF 설정이라고 넘겼습니다. 그런데 웜홀은 실제 물리학 방정식에서 등장하는 개념입니다. 아직 관측된 적은 없지만, "완전히 불가능하다"라고 단정할 수도 없는 상태라는 게 더 기묘합니다.아인슈타인-로젠 다리, 방정식에서 태어난 구조웜홀을 처음 접하면 대부분 인터스텔라 같은 영화부터 떠올립니다. 저도 그랬습니다. 그런데 이 개념은 아인슈타인과 물리학자 로젠이 일반상대성이론(General Theory of Relativity) 방정식을 풀다가 수학적으로 등장한 해 중 하나입니다. 여기서 일반상대성이론이란 아인슈타인이 1915년에 발표한 이론으로, 중력을 공간과 시간의 ..

중력파로 본 우주 (LIGO 검출, 블랙홀 충돌, 중성자별 병합)솔직히 저는 중력파라는 개념을 처음 접했을 때 이게 정말 실재하는 현상인지 반신반의했습니다. 빛도 소리도 아닌데 우주 공간을 통해 '파동'이 전해진다는 게 직관적으로 받아들여지지 않았기 때문입니다. 그런데 이 현상이 단순한 이론이 아니라 인간이 직접 측정에 성공한 실재하는 물리 현상이라는 사실을 알고 나서, 우주를 '본다'는 개념 자체가 바뀌고 있다는 생각이 들었습니다.LIGO 검출, 인류가 처음 우주의 떨림을 들은 순간중력파(Gravitational Wave)는 아인슈타인의 일반 상대성이론(General Theory of Relativity)이 예측한 현상입니다. 여기서 일반 상대성이론이란, 중력을 단순히 물체를 끌어당기는 힘이 아니라 질..

중력의 원리 (뉴턴 법칙, 시공간 휘어짐, 우주 구조)저도 처음엔 중력을 그냥 "아래로 잡아당기는 힘" 정도로만 알고 있었습니다. 땅에 서 있을 수 있고, 물건이 떨어지는 이유. 그게 전부인 줄 알았습니다. 그런데 우주를 공부하면서 중력이야말로 우주 전체의 뼈대를 유지하는 힘이라는 걸 알게 됐고, 그때부터 이 힘이 새롭게 보이기 시작했습니다.중력을 처음 제대로 이해하게 된 순간 — 뉴턴 법칙솔직히 고등학교 때 만유인력의 법칙을 배우면서도 크게 와닿지 않았습니다. 공식은 외웠지만 "그래서 뭐?"라는 느낌이었습니다. 그런데 어느 날 이런 사실을 다시 마주했습니다. 사과가 떨어지는 것과 달이 지구 주위를 도는 것, 그리고 지구가 태양 주위를 도는 것이 전부 같은 원리라는 사실 말입니다.뉴턴이 정리한 만유인력의..

빛의 속도 (광속 한계, 광년 단위, 우주 시간)우주에서 빠르기로 따지면 빛이 최고라는 건 누구나 압니다. 그런데 "빛이 빠르다"는 사실 말고, 빛의 속도가 왜 물리학의 기준으로 쓰이는지 설명할 수 있는 사람은 생각보다 많지 않습니다. 저도 그랬습니다. 빛의 속도가 중요하다는 말을 들을 때마다 그냥 넘겼는데, 어느 순간 밤하늘을 보다가 "저 별빛이 수백만 년 전에 출발한 거라면, 나는 지금 과거를 보고 있는 건가?" 하는 생각이 들면서 진지하게 파고들기 시작했습니다.빛의 속도, 얼마나 빠른지 감이 안 잡힌다면빛은 진공 상태에서 초속 약 299,792km로 이동합니다. 여기서 진공(眞空)이란 공기나 물질이 전혀 없는 상태를 말하며, 빛은 이 조건에서 가장 빠르게 이동합니다. 지구 둘레가 약 4만 km이니,..