아인슈타인-상대성이론

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아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 공간은 굽어질 수 있다. 공간이 굽어져서 원래의 거리보다 가까운 ‘통로’를 지나 갈 수 없을까? 이것이 바로 ‘웜홀’ 개념의 등장이다. 하지만 아인슈타인의 이론에서는 공간이 찢어질 수 없기 때문에 불가능하다.
하지만 초끈이론에서는 이런 일이 가능하다. 끈은 고리 모양으로 존재하기도 하고 또 그것이 지나가면서 만든 튜브모양으로 존재하기도 한다. 튜브모양의 끈이 찢어지는 공간의 부분을 휩쓸고 지나가면서 공간이 유지되고 그렇지 않으면 공간이 찢어지기도 한다.
Part.2에서 초끈이론이 5개의 세부이론으로 나누어졌다는 이야기를 했었다. 이를 해결한 사람은 에드워드 위튼인데 그는 연구를 통해서 이것이 완전히 빗나가버린 5개의 이론이 아니라 같은 이론은 서로 다른 관점에서 본 것일 뿐이라는 결론을 내림으로써 분열된 세부이론을 다시 하나의 이론으로 통일시켰다. 이 과정에서 그는 이전까지 끈이론 물리학자들이 주장했던 10차원이 아닌 11차원의 우주를 제시했다. 여기에는 ‘차원과 자율성’ 이라는 개념이 더해졌다. 또 끈이 끈으로만 존재하는 것이 아니고 막(멤브레인)으로 될 수도 있다는 이론을 제시했는데 이것이 M이론이다.
소립자나 원자도 이 막을 넘을 수 없고 우리는 이 막에 갇혀있는 것이라 할 수 있다. 그 어떤 것도 막을 넘을 수 없다고 하는 이유는 끈이 막에 잡혀있는 형태로 존재하기 때문인데 중력자만은 예외적으로 독립된 고리형태 끈의 모습을 하고 있기 때문에 막에 붙잡히지 않고 독립적으로 행동하여 막을 벗어날 수도 있다. 따라서 중력은 다른 차원과 상호작용이 가능하다. 한편 이렇게 중력자만이 예외적으로 막을 벗어날 수 있기 때문에 다른 힘에 비해 중력이 아주 약한 현상을 설명 할 수 있다.

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