[물리학]상대성이론과 양자역학이 충돌하는 이유와 초끈이론이 그것을 어떻게 통일했는가

소개글

책을 위주로 요약했으며, 손수 스캔까지 다 해넣었으니 자료로서는 충분할 것이라고 생각합니다.
기말고사 대체 레포트였으며, A+를 받았음을 알려드립니다^^*

목차

◎ 상대성이론과 양자역학이 충돌하는 이유를 설명하시오.
- 진리로 가는 길 : 시간과 공간은 왜 지금과 같은 모습을 하고 있는가?
1) 고전적 실체
2) 상대론적 실체
3) 양자적 실체
4) 우주론적 실체
5) 통일된 실체

◎ 초끈이론이 그것을 어떻게 통일했는지 설명하시오.
- 끈 위의 세계: 끈이론이 말하는 시공간의 구조
1) 양자적 요동과 텅 빈 공간
2) 양자적 요동과 불일치
3) 무엇이 문제인가?
4) 해답으로 가는 미심쩍은 길
5) 끈이론의 1차 혁명기
6) 끈이론과 물리법칙의 통일
7) 끈이론이 들어맞는 이유는 무엇인가?
8) 끈이론이 말하는 우주의 구조

본문내용

◎ 상대성이론과 양자역학이 충돌하는 이유를 설명하시오.

진리로 가는 길 - 시간과 공간은 왜 지금과 같은 모습을 하고 있는가?
1) 고전적 실체
현대과학의 시대가 정확하게 언제부터 시작되었는지는 역사학자들의 시각에 따라 천차만별이겠으나, 한 가지 분명한 것은 갈릴레이와 데카르트, 그리고 뉴턴이 활동하던 시대에도 현대과학은 한창 발전하고 있었다는 점이다. 이 시대의 과학자들은 천체의 움직임을 수학적으로 분석한 끝에 모종의 규칙이 있음을 발견하였고, 그 규칙이 모든 천체에 한결 같이 적용된다는 사실이 알려지면서 새로운 과학적 시각이 싹트기 시작했다. 이 무렵에 활동했던 선구자들은 “우주 내의 모든 삼라만상은 설명하근하고 예측 가능한 방식으로 진행된다”는 과감한 생각을 떠올렸다. 미래의 사건을 논리적인 방법으로 정확하게 예측하는 과학의 위력이 비로소 발휘되기 시작한 것이다.

중략

8) 끈이론이 말하는 우주의 구조
우리는 아직 끈이론의 상당부분을 이해하지 못하고 있지만 그 전망은 매우 밝다고 할 수 있다. 무엇보다 놀라운 것은 끈이론으로 예견되는 공간의 차원이 우리가 알고 있는 3차원보다 훨씬 높은 차원으로 이루어져 잇다는 점이다. 공간의 차원은 우주의 깊은 비밀을 밝히는 데 있어서 가장 근본적이고 중요한 정보이다. 또한 끈이론은 우리에게 친숙한 시공간의 개념이 플랑크스케일 이하에서는 더욱 근본적인 다른 개념으로 전환된다는 것을 암시하고 있다(구체적으로 어떻게 변한 것인지는 머지않아 밝혀질 것이다).
지금은 이러한 시공간의 특성들이 오직 수학적으로만 구현될 수 있다. 그러나 우주의 초창기에는 시간과 공간이 바로 그런 희한한 모습으로 존재했었다. 우주의 초기에는 현존하는 3차원도 아주 작은 영역 속에 갇혀 있었으므로 ‘기존의 3차원’이나 ‘여분의 차원’이라는 구분도 존재하지 않았었다. 어떤 이유인지는 몰라도, 이들 중에서 여섯 개의 차원은 그대로 남아 있고 나머지 세 개는 팽창하는 공간과 함께 엄청난 규모로 커져서 오늘에 이르고 있다. 더욱 과거로 거슬러 올라가면 우주는 플랑크 스케일의 규모로 수축되며(그림 10.6의 희미한 부분), 시간과 공간은 그 안에서 지금과 전혀 다른 모습으로 존재했을 것이다. 물리학자들은 그 정체를 밝히기 위해 지금도 모든 노력을 기울이고 있다.
우주의 기원을 밝히고 시간의 일방통행성을 이해하려면, 끈이론을 공략하는 도구들을 더욱 날카롭게 갈아야 한다. 앞으로 보게 되겠지만, 최근 등장한 M-이론(M-theory)은 과거에 가장 낙관적인 사람의 예상을 훨씬 뛰어넘는 수준까지 발전하였다.

참고 자료

브라이언 그린 저, 박병철 역. 『우주의 구조: 시간과 공간, 그 근원을 찾아서』. 서울: 승산, 2005.