일베를 하다보니까  우주를 설명하는여러가지 이론에 대해 관심이 있거나 
관심은 있지만 잘모르는 게이들이 많은거 같아서 
한번 설명해 볼려고해 

나는 어릴적 부터 
우주에 대해 관심이 많은 아이였어 ㅜㅜ 
갈리레오 뉴튼  아인슈타인 상대성이론 관련된 책들 그리고
 양자역학 끈이론 다중우주론  유에프오에   관련된 다큐등을 
꾸준히 보면서 생활했어 
그래서 내가 알고있는 선에서 최대한 쉽고 최대한 짥게 설명해볼려고해 

설명순서
1상대성이론 2 양자역학 3 끈이론 4 다중우주론





1 상대성이론





1 갈리레오의 이론과 뉴튼의 만유인력으로 지구에서 생활하면서 느낄수있는 관성법칙 물리법칙과 중력법칙 만유인력등 지구와 우주의 근대적물리학이론 형성됨

2 아인슈타인의 상대성이론 ( 일반/특수 상대성이론)으로 거시적영역( 눈에보이는 우주세계) 의 실체적진실에 접근함
시공간의 정의와 성질에대해서 알수있음 시공간도 왜곡될수있고 변형될수있는 에너지에 불과하다를 설명함
더쉽게 설명하면 뉴튼의 우주학에서는 우주의 시공간은 불변으로 표현됨 그상태에서 만유인력으로 중력의 성질에 대해서 설명함 
(그렇다고 뉴튼의 이론이 틀렸다는거는아니야 단지 빛의속도로 움직이는 세계는 상대성이론으로 설명하는게 더정확하고
빛의속도 이하로  움직이는 지구내의 물리법칙은 뉴튼의 이론이 더 정확하고 적절하게 맞아 떨어진다 이렇게 생각하면 편함 = 가속도가붙으면
우리몸이 뒤로밀리는 반작용현상이나  빠르게 이동하다가 급정거하면
앞으로 몸이이동하는  생활형 물리법칙같은거는 뉴튼 /  빛의속도의 우주쪽물리법칙은  아인슈타인 상대성이론 이런식으로말이야)

  뉴튼의 만유인력은  행성간의 균형잡인 중력법칙과 지구의중력즉 인력권에대해서 설명을 하는 이론임 
하지만 상대성이론은 시공간도 왜곡될수있고 절대적인건 없다고 주장함
시공간도 왜곡되기에  시간도 상대성을 가진다 니시간 내시간 다를수있고 상대적이라는 이야기임 속도가 틀린 시공간에서는 말이야








그물침대 해먹침대 그거생각하면 편해 그  그물침대가 시공간이야(우주) 거기에 무거운 볼링공(행성) 던져봐 강력한 중력을 가진
볼링공(행성이나 블랙홀) 에 의해 주변 시공간이 (그물침대)가 휘청거리지 ? 그래서 시공간도 중력이나 강력한에너지에 의해 축소또는 확장될수있다는 이야기임
당연히 공간이 왜곡되면 거기에 포함된 시간도 변형된다는거야 그래서 시공간이라고 부르고 시공간도 상대성을 띈다 이런식임



 더들어가서 설명해보자
그렇다면 시간이란 무엇인가 ? 상대성이론에 의하면 우주의 시공간은 불변이 아니기에 기준점이 될수없다고 설명함 그래서 광자의 속도 즉 빛의속도만을
기준점으로 삼을수있음 그이유는 상대성이론에 의하면 이를 = 상대성이론 광속 불변의 원리 이라고 부름

광자 즉 빛처럼 질량이 없는 입자들은 모두 예외없이(아직까지의 입자물리학에 의하면) 빛의 속력으로 달림
그리고 질량을 가진 모든물체는 빛의속도로 접근할수록 질량이 천문학적으로 늘어나므로 빛의 속도에 도달할수없음
그러기에 우주의 물리법칙을 설명할때 빛의 광자의 운동성을 기준으로삼음

그래서 1905년에 베른에서 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 첫발표 하는데 상대성이론
첫논문 주요내용도 시공간의 상대성과 광속운동에 대한 내용이고 광속불변이
주요 메인주제였음

광속만을 우주의 기준점으로 사용할수있으니까 시공간의 왜곡에서도 측정값으로 쓸수있다는 설명임
더쉽게 들어가보자











 철수와 영희가있다 철수와 영희는 사고(생각) 실험을 각자 하기로했다

먼저 철수이야기다 철수는
빛을반사하는 거울을 도로 좌우양쪽에 지그재그로 쭉 나열해보자 그 거울들 사이의 거리는 각각 1미터다 그1미터를 1초라고 정하자 빛을 거울에 쏜다
여기서 빛은 시간이고 거울은 공간이야 출발한 빛(시간)은 공간(거울)을 1초간격으로 각각 거울을 1개씩 통과함 똑딱 똑딱 똑딱 이런식으로















그리고 이제 영희차례다 영희는 철수가 한 그실험의 나열된 거울의 거리위치를 바꿈 
 영희는 거울의 위치를 각각 1미터에서 10미터씩 이격시켜놓음 쌍뇬 ㅜㅜ
그리고 다시 거울(공간)에 빛(시간)을 쏜다 그렇게하면 영희가 한 거울실험에서의 1초는
똑딱이아니라 똑~~~딱 똑~~~딱 이렇게 변함
즉 상대성이론에서 시공간은 관측자의 입장에따라 서로 상대성을 띈다는 이야기임

즉 빛의 광자운동성만이 절대불변이므로 기준점으로 삼고  위에 볼링공=그물침대 이야기처럼 거울의 (공간)은 변할수있다는 이야기임 
빛의속도는 일정하므로 기준점으로 삼고 대신 늘어진 시공간에의해
거울에 도착하는 시간도 지연현상이 발생해서 결국 같은1초도 상대성을 나타난다는 거다

너의 1초와 나의1초는 틀리다 이말임
아것은 우리가 쉽게 알수있쟌아 니가 밤에 바라보는 달도 사실은 빛의속도로 약1초거리임 그러니까 너는 현재의 달을보는게 아니라 1초전의 달을보는거다
태양도 몆분거리라 몆분전의 과거의 태양을 니가보는거다 그리고 하늘의 다른은하수들 몆십억광년 거리로 떨어져있는 은하수도 현재은하수가 아니라 몆십억년전의
은하수 모습이 지금너한테 전달된거다 초신성폭발도 지금폭발한게 아니라 수억년전에 폭발한게 지금도달한거고

이렇게 시공간의 차이에따라 달라지는거다




 더 생활형으로 설명하면 지구를 지금도 빠른속도로 돌고있는 gps 인공위성과 다른종류의 인공위성들은 매우 빠른속도로
이동하기에 지구지사의 시간과 상대적 시간차가 생김 그래서 서로  오차가 생김 같은 1초라도 우리가 똑딱이면 위성은 똑~딱 이형성됨
그래서 지구와 시간차 조정을위해 일정한시기마다 시간조정을 해줌
이것도 상대성이론을 입증하는 예시라고 할수있어


또 설명해주면 쌍둥이가 있다고 치자 형이 지구에 동생을 지구에 놔두고 우주선을 타고 1달간 우주여행을 하고 오기로 했다 지구에서의 두형제의 시간은
동일하지만 형이 우주선을 타고 우주에 나가게되었고 중력이 강력한 블랙홀 주변을 여행하고옴 ㄷㄷ 무거운 중력에의해 거기서의 시간은 매우느리게 흘러감
지구에서는 1초가 똑딱이지만 형의 블랙홀 주변부 찌그러진 시공간( 볼링공떨어져서 일그러진 그물침대)에서는 1초가 똑~~딲이됨
그렇게 형이 1달간 우주여행을 하고 지구에 돌아왔지만 형의1초와 동생의 1초는 각각 다르게 흘렀기에 형의 1달간 여행후 지구에 와보니 지구는

몃십년이 지난후였다 그렇지만 시간이 느리게 흘렀던 형은 1달이 지났을뿐이다




이게 특수상대성이론이다 어때 이해되지 ??
영화 인터스텔라에서도 나오쟌아 우주선에 남은 흑인과 거대한 파도가 치던 강력한중력의 행성에 다녀온
두남녀 주인공의 시간이 상대적으로 흘러 우주에 돌아와보니까 흑인은 늙어있었지

그리고 실제로 빠르게 달리는 비행기에 초단위를 쪼개서 소수점 몆자리 까지로 분활가능한 원자시계를 장착하고 일정시간 날라다니면 지상에 있는
원자시계와 미세하지만 시간차가 서로생김 비행기의 원자시계가 좀더 느리게 흘러간다









2  양자역학






이제 다음단계인 양자역학으로 들어가보자 아인슈타인의 상대성이론으로 우주의 거시적영역(시공간)은 설명이 가능하나
우주의 탄생과 성질 본질 그자체인 우주의 미시적영역 (눈에 안보이는 아주작은세계 원자분자 전자 핵 쿼크 이런단위의 세계) 를 설명하기에는 상대성이론으로는 불출분했음
그래서 저런 미시적영역인 눈에 안보이는 아주작은세계 원자분자 전자 핵 쿼크 이런단위의 세계를 설명하는 학문이 양자역학 학문이야
이세계를 이해해야지 우주의 탄생이나  빅뱅등
우주태초에 대한 질문들에 대해 접근할수있음 우리가 눈에 안보이는 유전자를 알아야 진화를 알수있듯이
양자역학을 알아야 우주의 물질들에 대한 성질과 패턴을 알수있고 그걸 규명해야 왜 빅뱅이 생겼는지 알수있음 그리고 태초의 우주는 무엇인지 규명가능함

입자가속기 실험도 양자역학의 일부분이야 입자실험을통해서 미시적영역에 접근하는거지 빅뱅과 우주환경도 알수있고 여러가지 우주의 성질을 실험하는거야

그런데 양자역학의 세계는 매우 불완정하고 불규칙했어 그래서 아인슈타인은 ㅋㅋ 양자역학을 인정하기 싫어했음ㅋㅋ
신은 주사위를 던지지않는다
이런 유명한 말을 했을정도임 ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ
아인슈타인은 죽기전까지 자신의 상대성이론과 새로운 이론을 접목시켜서 통일장이론을 만들려고 했으나
운지함 ㅋㅋㅋ 통일장이론에 접근할려면 양자역학이 필수인데 그는 인정안함 ㅋ





그런데  양자역학의 세계기 너무 불규칙하거든 우리가 살고있는 거시적영역의 물리법칙도 안통하고 이상했음
















그중에 유명한실험이 전자 이중슬릿 실험이 있었는데 
여러가지 실험을했음 (슬릿이 칠판모양의 네모라고 생각하면 편해 거기에 빼빼로 형태의 세로구멍이 두개 있다고 생각하면된다 )
1 구멍두개 있는 슬릿에 전자총으로 대량의 전자알갱이를 발사함 결론= 두구멍을 무작위로 통과한 전자알갱이들이 구멍뚥린 슬릿을 통과해서
뒤에있는표적지에 간섭무늬를 만들어냄 간섭무늬설명= 쉽게설명하면 표적지에 세로구멍2개를 통과한 전자알갱이들이 두줄 빼빼로 모양의 형태가 아니라
구멍은 2개였지만 표적지에는 여러개의 세로줄 모양의 빼빼로형태의 세로줄 무늬를 나타냄 즉 빛은 입자(알갱이) 이자 파동이다 이중성을 실험한거고 그게 맞다는 결론을 도출함  (바로위 사진참조)   = 구멍은 두줄인데  표적판에는 여러줄의 형태로 나타남 (간섭무늬)















그리고 똑같은 환경에서 그냥 전자알갱이 딱 한개만 발사해봄 표적지에 점한개 박힘 이것을통해 역시 빛은 간섭무늬도 만드는 파동이자 알갱이 점형태로도 존재하구나 라는 이중성을 알아냄 (바로위 사진참조)  












그런데 문제는 다음실험인데
전자총에 알갱이를 한개씩 연속으로 싸보기로함 한개를 쏘는데 단발로 딱 딱 딱 이렇게 여러발 연속해서 쏴보기함
따발총 생각하면 편할듯 연속이지만 각각 한발씩 전자알갱이를 날려보는 실험임

전자총에 전자알갱이1개를 연속으로 구멍두개뚥린 첫번쩨 슬릿에 발사했는데
(슬릿이 칠판모양의 네모라고 생각하면 편해 거기에 빼빼로 형태의 세로구멍이 두개 있다고 생각하면된다 ) 그런데 실험결과가 기묘함 ㄷㄷㄷ
그 구멍을 통과한 전자알갱이가 슬릿 뒤에 표적지가 있는 두번째 슬릿에 전자알갱이가 두줄이거나 한줄로 있어야하는데 맨위첫번째 실험처럼 간섭무늬 보이면서 여러개줄무늬 모양으로 나타나 있음 ㄷㄷㄷ  (바로위 사진참조)








그래서 실험자하는 사람들이 대체 왜 전자알갱이를 한개씩 연속해서 발사했는데 왜 여러줄 다발의 세로줄로 간섭무늬가 생기는지 관찰할려고
관측장비를 첫번째 구멍두개있는 이중슬릿 앞에 갖다됨 그런데 장난치는것처럼 약올리는것처럼 관측장비가 관찰하고 있으면
간섭무늬가 안나타남 ㄷㄷㄷㄷ

즉 관찰자가 있냐 없냐에 따라 결과치가 달라짐




 

 


슈뢰딩거 고양이가 위상각 변환을 일으키는 '게이지 거울gauge mirror' 앞으로 다가온다. 게이지 거울의 시계 바늘이 돌아가는 것은 위상각이 변환되는 것을 의미한다. "위상각을 임의로 변환할 때 슈뢰딩거 방정식의 구체적인 모습은 달라지더라도 수학적으로 정확히 같은 구조를 유지해야 한다"는 본문 내용처럼, 거울 안과 밖의 슈뢰딩거 고양이는 다르게 보이지만 두 마리 중 어느 것이 정말 진짜인지 알 수 없다. 이것을 '게이지 대칭성gauge symmetry'이라고 한다. 그리고, 놀랍게도, 게이지 대칭성은 세상에 빛이 있어야 한다는 것을 암시한다.



결론적으로 설명하면 양자역학은 미시적영역이다 거시적영역의 우리가 관측이나 관찰하지않을때는 미시적영역이라서 양자역학의 특성을 나타내지만
우리가 관찰하거나 관측할려고 장비를 들이되면 우리의 세계인 거지석영역으로 전환되는걸로 설명할수있음 즉 우리가 관찰할려면 봐야된다
볼려면 빛이 필요하다 빛은 광자이다 그리고 전자이다 그런 거시적영역의 물질들이 미식적영역에 영향을주어 결론이 달라진다 할수있다

미시적영역의 실험이었지만 우리가 간섭하면 그영역이 거시적영역으로 전환된다는 결론이다 즉 우리의 행동에따라 미시적영역도 거시적영역으로 전환됨
이것이 양자역학의 불규칙한 다양성 이중성 불규칙성을 설명할수있는 데표적 설명이며 즉 입자는 파동이자 입자라는 이중성도 알수있다

이런 양자역학의 이중성은    우리가 많이 알고있는 슈뢰딩거의 고양이 사고(생각) 실험으로도 알수있다  







 

3 끈이론


아래글들은 실험으로 증명되었다기 보다는 그냥 이런주장도 있다  호기심으로 보면 더좋을거야 
왜냐하면 실험으로 완벽히 증명된 이론들이 아니거든 ^^ 너무 열내지 말고 재미로 보면좋아 

위에 설명한게 양자역학의 대략적인 설명이었음  실험으로만 증명된것만 주장하는 보수적학파 주장이 있고
이런 양자역학의 이중성을 연구하다보니까
모든물질의 끝판왕 제일 작은 최소단위 원자나 전자 핵 쿼크보다 더작은 가장작은단위 물질그자체의 형태를 끈이라고 주장하는 학자들이 주장함
이론보다는 사고실험으로 증명할려는 좀더 급진적인 급격한 학자들이라고 생각하면된다

끈모양으로 유동성이 존재함 바이올린 키면 그 파동에 의해 원모양 길죽한모양 별모양등 무한대의 형태로 변형된다고 생각하면 편하다
끈이론에의하면 끈속의 형태에 다차원의 시공간이 존재한다고 주장함

즉 시공간은 파동이자 입자이므로 미시적영역의 다양한 차원에의해 다양한 시공간이 존재한다고 볼수있다고 주장함
그래서 무한대의 확률론으로 접근함










그 갇혀진 여러가지 차원을 쉽게 이해하자면 게이들 과자 꿀꽤배기 모양알지 그런 꽈배기형태의 줄 끈이 있다고 생각해봐 밧줄모양말야
거시적영역에 살고있는 사람이 그끈을 보면은 그냥 일직선상의 끈이지

하지만  엔트맨에서 나온 ㅋ 아주작은 개미가 그꽈배기 형태의 끈위에 있다고 생각해봐 그개미에게는 아주 울퉁불퉁한 계곡이야
사실 개미에게는 물한방울도 엄청난 장력을 가진 위험한 물질이야 ㅜㅜ  이런것만봐도 크기의 차이에 따라서 상대적물리적 법칙은
매우 다르게 적용되는거야 
자이제 더작은 미세한 단위로 접근해보자 그게 바로 양자역학의 세계고 그미세한 존재나 물질한테는 그꽈배기 밧줄의 공간은 엄청난 불규칙하고 불완전한
공간의 바다인거지 여기서 더나가서 끈이론으로 접근하면 그 꽈배기형태의 밧줄은 엄청난차원이 숨겨진 공간이 되는거지
끈이론에서는 무한대의 확률론을 제시함



그래서 끈이론의 시각에서 우주의 성질을 바라보면 과연 빅뱅이 한번이 이었을까 ? 무한대로 일어났을거라고
설명함 즉 눈에보이는 우리의 거시적세계가 아니라
눈에안보이는 미세한 미시적영역을 연구해보면 아주 불완전하고 불규칙한 세계지 한마디로 무한대 확률의 바다인거야

그런식으로 태초의우주 빅뱅에 접근하면 한번폭발해서 우리우주만 존재한다는것은  끈이론에서는
오히려 더 이상하고 비정상적인 설명인거지

우주의 근본물질의 성질을 연구해보면 끈이론에서는 불규칙하게 톡톡튀는 세계관이 존재하거든

더쉽게 접근해보자
게이들이 거품목욕을한다고 생각해봐 비눗거품을 빨대로 불어봐 거품이 단지 1개만 생기니 아니지 여러개의 거품이 불규칙하게 다양하게 생기지
이게 바로 끈이론에서 말하는 무한대의 확률론 즉 우주갯수나 빅뱅도 무한대일수도 있다는 접근법임







4 다중우주론 


여기서 나온게 그래서 다중우주론 이론임

양자역학의 특성에서 파생한거고 여기서 획기적으로 나아간 학자들이 주장하는 이론이 끈이론과 다중이론임 

우주의갯수도 무한대의 확률론으로 존재할수도있고 우리우주는 그중한개일뿐이다 이말임
우주갯수도 무한대의 확률론이 열려있고 빅뱅도 무한대의 확률론으로 열려있고
지금 이순간에도 다른차원의 공간에서는 빅뱅이 생길거고 우주끼리도 부딪치고 말이야
우주끼리 부딪치면 우주막끼리 충동하여 엄청난 에너지가 발생 이또한 빅뱅이다 이렇게 설명함

주의할점
( 무한대의 확률론이 있다는거지 굳이 무한대의 우주가 무조건 현실에 다존재 한다는 이야기는 아님 )

마치 우리가 우주를 모를때는 지구가 중심이고 그주변을 태양이돈다는 지동설을 믿었쟌아 그러다가 우리태양계의 모양을 알아냈고 우리은하말고도
엄청만 많은 은하가 존재하는것처럼 지금은 과학적실험으로 증명하기 힘들지만 언제가는 끈이론과 다중우주론이 맞을거라는 말이지
더군다나 양자역학과 끈이론을 융합하면 이론적으로 증명은 안돼지만 결론적으로 말이되는 우주현상이 꽤있다고  설명함








끈이론이나 다중우주 지지하는 학자들이 설명하는 바로는 우리우주의 암흑물질이 다중우주를 설명하는 좋은 예라고함
우리우주의 전체와 형태를 전파망원경으로 우주배경복사를 찍었는데 우리우주에는
우리우주의 크기와 질량에비해 쓸데없이 암흑물질이 많다고함 암흑물질이 우주물질중에 제일많음 
즉 암흑물질이 불필요하게 많다는이유는 어디선가로부터 간섭받는다는 설명도 가능하다는 거야

즉 더나아가 설명하면 다른곳에 다른 우주가 존재하기에 암흑물질끼리는 서로 연동되서 영향을준다는 설명임
그래서 우리우주전체의 배경복사 에너지 형태를 계속 찍어보면 변화가 생길수도있는데 이는 다른우주가 존재해서 우리우주에 영향을줄수도 있고
이를통해 증명도 가능하다 이런설명임 아휴 힘들다 ㅜㅜ 타자치는라 손가락 아퍼 ㅋㅋ

아무튼 좀 만화같은 이야기만 우리집이 우리우주고 씽크대하수구 물빠지는게 블랙홀  그 물이 빠져서 다른곳으로
연결해주는게 윔홀 (하수도관)  화이트홀이 또다른   시공간배출구 ㅋ  다른차원 다른우주 뭐 이런식의 영화도 있쟌아 ㅋㅋ
다른집이 다른우주고 이게 무한대의 확률이다 이거지  암흑물질은 씽크대 하수구에서 역류한 다른집 물 ? 이물질 다른집 연기냄새
정도로 생각하면 편할듯 ㄷㄷㄷ











그리고 다중우주론 평행우주론을 적용하면 시간여행 패러독스오류를 해결할수있음

무슨말이냐면 게이들 영화백튜더 퓨쳐 알지 그영화보면 주인공이 과거로 가니까 미래에있던 가족사진에서 자기모습이 점점 사라지쟌아 ㅋㅋ
그리고 과거로 가니까 젊은시절의 자기엄마가 자기를 좋아하고 ㅋㅋㅋ 여기서 나오는 패러독스를 다중우주론을 적용하면 해결됨

왜냐하면 미래의 백투더 퓨쳐의 주인공이 살던 지구와 과거로 시간여행 온 지구는 서로 다른 지구이거든
그러므로 서로 연동되지않으니까 오류도 안생김 과거의 행동으로 미래의 원래 나의지구가 변하지 않는다는거지
단일우주론에서는 그런오류가 생기지만 말이야 다중우주론에서는 해결됨 ㅋㅋ

다중우주론을 적용하면
내가 과거로가서 내가태어나기전 젊은 내부모를 죽이더라도 (패륜아 ㅆㅅㅌㅊ) 미래에 내가살던 지구의 나는 계속 존재할수있음

한마디로 시공간은 무한대의 확률론으로 존재할수있고 이우주의 갯수도 무한대의 확률론 이라는거지

히틀러가 지배하는 지구가 있는 우주도 존재할수있고 무의상태인 우주도 존재할수있고 북한이 제일 강대국인
지구가 존재하는 우주도 존재할수있다 이말임 즉 양자역학을 연구하면 파동이자 입자등 이중성의 모습을띄니까
즉  우리의 행동하나하나 에 따라 새로운 파동이 생기고 새로운 우주도 탄생한다는
그런류의 설명임


  전에 다중우주 관련 다큐를 봤는데  
 우리우주에 생명체가 존재하는 이유도 바로  암흑물질이 적절하게 균형잡혀있어 우리우주에 지구와 같은 생명체도 존재할수있다
라고 설명하더라  그리고 무한대의 다른우주가 존재할거고 거기에는 다양한 암흑물질이 랜덤하게 있을거다
팽창못하는 우주도 존재할수있고 암흑세계의 우주도 존재할수있고 또다른
무한대의 다양한 우주가 존재한다 우리우주는 그런암흑물질이 운좋게 적절하게 존재해서 생명체도 존재한거다라고 설명하더라 

이건마치 지구의 위치가 적절해서 생명체가 존재하는 라인에 있는거처럼 말이야
이거랑 같은설명이고 우주확장판이라고 보면된다 

끝 ㅜㅜ


글설명 출처 = 내머가리 

짥게 쓴다고 썼는데  너무여러개 이야기 하느라 글이 길어짐 ㅜㅜ
다음번에는 한가지 주제로 핵심적으로 전문적으로 써볼게 
내가 초끈이론에 대한 다큐봤거든 지금 그거 캡쳐중이야 
좀있다 한 30분후에  초끈이론에 대한 글 또 올려줄게   ^^