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마손도, 붕해도 평가C아쉬워요

제제공학 실험 - 붕해도, 마손도111111목 차1. 붕해도1) 붕해도 시험법2) 붕해도 시험기 구성품3) 붕해도 시험기 조작법2. 정제의 강도1) 파괴강도2) 마손도3) 정제의 박리3. 붕해도와 마손도 실험1) 실험순서- - 4. 실험에 대한 나의 생각5. 참고자료1. 붕해도1) 붕해도 시험법붕해도 시험기주로 제약회사에서 많이 사용하고, 주로 인체의 소화기능과 동일조건에서 정제, 과립제, 환제, 좌제가 시험액 중에서 정해진 조건에서 규정시간 안에 과립의 붕해하는가를 확인하는 시험법이다. 붕해시험법은 제제중의 유효성분이 완전히 용해되는가를 확인하는 실험은 아니다.2) 붕해도 시험기 구성품Main basketSub disc덮개Sub basket3) 붕해도 시험기 조작법물을 시험액으로 하여 좌제를 아래 디스크에 놓고 슬리브에 장착하고 시험기를 약 36 ℃, 4000 mL이상의 용기 3 개에 각각 1 개씩 넣거나 12 L 이상의 용기에는 3 개를 한꺼번에 넣는다. 물은 천천히 움직이도록 하면서 수면 아래 90 mm에 장치를 고정시켜 10 분마다 뒤집되 수면 위로 올라오지 않도록 한다. 따로 규정이 없는 한 지용성 좌제는 30 분, 수용성 좌제는 60 분이내 연화되거나 붕해되어 다음에 해당되는 경우 적합하다. ① 완전히 녹는 경우, ② 성분이 분리된 경우에 용융된 지방성분은 용액의 표면으로 모여 있고 불용성 가루는 바닥으로 떨어지고 가용성분은 녹은 경우, ③ 성분이 완전히 분리되지 않고 상당한 변형이 있거나 유리막대로 힘을 가했을 때 저항을 나타내는 고형 덩어리가 없는 경우이다.2. 정제의 강도정제의 기계적 강도는 경도, 굴절강도, fracture 저항, 마손도 및 파괴강도 등 다양하게 기술되어지고 있다.1) 파괴강도가장 보편적으로 정제의 강도를 예측할 수 있는 것은 압축력이 정제 양쪽에서 가해졌을 때 정제를 깨뜨릴 수 있는 힘으로 정의되는 파괴강도이다. 대부분 정제를 고정된 모루 위에 놓거나 기대어 놓고 피스톤을 움직여 정제가 파손될 때까지 힘을 가하여 측정한다. 정제는 이방성이며 stress가 일정하도록 시험 조건을 유지하기 어렵기 때문에 결과를 완전하고 정확하게 해석하기는 어렵다. 평면으로된 모루와 피스톤의 경우는 압축력에 의하여 정제가 파손된다. 하지만 파괴강도는 취급과정에서의 정제의 거동을 예측하는 가장 좋은 방법은 아니다.2) 마손도마손도 시험기마손도 시험기는 약품의 운반 및 유통과정에서 발생되는 정제의 마손률을 측정하는 장치로 표면 마손에 대해 어느 정도 견딜 수 있는지 보다 관련 깊다. 예를 들면 표준화된 절차에 따라 정제를 회전시켜 중량감소를 측정한다. 가장 보편적인 것은 Roche 마손도 시험기이며 약 6g(W _{2})의 정제를 회전하는 드럼속안에 6인치 높이에서 100회 자유낙하 시킨 후 중량(W _{1})을 측정한다. 이때 마손도는 다음 식으로 주어진다. 0.8에서 1.0% 까지의 마손도가 상부 한계이다.f=100 BULLET (1- {W _{1}} over {W _{2}} )하지만 정제 표면의 불균질성 때문에 균질한 물질에 적용할 때 보다 신뢰도가 떨어지며 시간소모가 많다. 그래서 생산보다는 연구 분야에서 국한적으로 사용되고 있다.3) 정제의 박리정제에서 보편적으로 발생하는 문제는 다이에서 방출 된 후 또는 코팅과 같은 다음단계에서 정제가 파손되는 것이다.Capping이 일어난 정제 왼쪽에서 보는 그림과 같이 정제내에 갇혀있는 공기 때문에 Capping 현상이 일어난다. 타정기에서 방출된 후에 상당한 파괴력을 지니고 공기가 갇히는 것은 잘 채워지지 않는 미세입자에서 잘 일어난다.Capping 현상을 감축시키는 원인으로 다압축속도를 느리게 하거나 다단계 압축, 점진적으로 가압과 감압, 활택제, 함수율, 도구의 모양과 상태, 압축 방법은 모두 제조된 정제의 특성 등 다양한 요인들이 Capping 현상에 관여한다.3. 붕해도와 마손도실험제제공학 실험 조조원준비물캡슐 및 알약 12개, 붕해도 시험기, 물, 마손도 시험기, 저울목적붕해도 실험30분동안 10분간격으로 약 붕해도 측정을 위함.마손도 실험30분동안 10분간격으로 약 마손도 측정을 위함.1) 실험순서1. 붕해도 실험을 준비 전 모양이 다른 캡슐과 알약 4개를 준비한다.나가2. 1의 알약 및 캡슐의 그림에서 왼쪽부터 질량을 잰 모습이다. 맨 왼쪽부터 약의 명칭을 ‘가’, ‘나’, ‘다’, ‘라’ 라고 한다면 다음과 같은 질량을 가지고 있다.라다 가 : 0.2644g나 : 0.4989g다 : 0.1339g라 : 0.6085g3. Sub basket에 라(0.6085g) 캡슐을 넣고 있는 모습이다. 다른 가, 나, 다 알약도 똑같이 Sub basket에 넣었다.4. 약들을 넣은 Sub basket의 마개를 잠근 후 Main basket에 넣은 모습이다.5. 붕해도 시험기의 온도를 인체와 비슷한 36.4 - 36.7를 설정해 놓은 후 붕해도 시험기를 작동하는 모습이다.6. 10분이 지난 후 붕해도 시험기의 모습이다. 5번 그림의 물 색깔보단 붕해된 약재로 인해 색이 초록빛을 띠고 있다.7. 붕해도 시험기가 작동된 10분 후의 모습이다. ‘가’ 약은 1/2이 붕해가 되었고 ‘라’ 약은 캡슐 겉부분이 검은색으로 변색이 되었다. ‘가’, ‘라’ 약을 제외한 ‘다’,‘라’약은 10분 이내에 모두 붕해되었다.8. 붕해도 시험기가 작동된 20분 후의 모습이다. ‘가’ 약은 2/3가 붕해가 되었고 ‘라’ 약은 캡슐 겉부분의 1/2가 검은색으로 변색이 되었다.9. 붕해도 시험기가 작동된 30분 후의 모습이다. ‘가’ 약은 2.5/3이 붕해되어 Sub basket 겉 부분에 묻은 것 외에는 모두 붕해되었다. ‘라’ 약은 1.5/2가 변색이 되었고 만져보았을 때 실험을 하기전보다 강성이 낮아져 쉽게 움푹 패었다.10. 붕해도 시험기가 작동된 30분 후의 ‘가’, ‘라’의 약의 질량은 Sub basket의 무게(5g)를 제외하면 다음과 같다.가 : 0.33g라 : 0.79g붕해도 시험기를 작동하기 전 ‘가’, ‘라’의 질량은 가 : 0.2644g, 라 : 0.6085g 이다.나가라 다마사아바자차카타1. 마손도 실험을 준비하기 전 마손도 시험기에 사용할 약(가~타) 12개를 준비한다. 또한 마손도 실험 후 마손된 약의 무게를 측정 및 비교하기 위해 실험 전 각각의 약들의 무게를 측정했다. 위의 12개의 약의 총 질량은 4.16g이다.2. 실험 진행 후 질량측정의 오차를 줄이기 위해 이전 조가 실험했던 분말들을 휴지로 닦고 실험을 진행했다.3. 마손도 실험을 진행하기 전 마손이 없는 약들의 모습이다.4. 마손도 실험 진행 10분 후의 모습이다. ‘사’ 약이 상당부분 마손이 되어졌다.5. 마손도 실험 진행 20분 후의 모습이다. ‘사’ 약이 대부분 마손되어 ‘사’ 약의 가루들이 마손도 시험기의 내벽과 다른 약들, 특히 ‘자’ 약 겉 부분에 많이 묻어 있는 모습이다.6. 마손도 실험 진행 30분 후의 모습이다. ‘사’ 약은 거의 마손되어 가루가 되었고 ‘가’, ‘다’, ‘마’ 등의 약 가장자리부분이 조금 마손되었다. 이외의 다른 약, 특히 코팅 및 캡슐 약들은 마손도 실험을 하기 전 ‘사’ 약의 가루가 묻은 것 외에는 원래의 모습을 유지 하고 있다.라나가다마바사아자카타차7. 마손도 실험 30분 후의 각 약들의 질량을 측정한 것이다. ‘사’ 약의 경우 마손이 심하게 이루어 져 형태를 알아 볼 수 없을 정도이다. 마손도 실험 이전과 이후의 질량 비교를 했을 때 질량이 증가된 경우인 다음과 같이 표로 정리하였다.실험 전실험 후질량 변화가0.320.30- 0.02나0.380.33- 0.05다0.190.15- 0.04라0.480.51+ 0.03마0.330.23- 0.10바0.61740.62+ 0.0026사0.26440.06- 0.2044아0.40290.40- 0.0029자0.55370.57+ 0.0163차0.37360.38+ 0.0064카0.27920.28+ 0.0008타0.12480.13+ 0.0052표에서 ‘마’, ‘사’, ‘아’ 약들을 제외한 나머지 약들은 조금씩 질량이 증가하였는데 그 원인으로 마손된 약들의 가루들이 다른 약에 들러붙어 질량이 증가했다고 판단할 수 있다. 또한 마손도 시험기 내벽에 마손된 약의 가루들이 남아 있어 질량측정에 대한 오차가 있었다.8. 마손도 실험 후 알약 및 캡슐약(가-바)의 질량은 3.96g으로 마손도 실험 전 질량 4.16g 보다 0.2g이 줄어든 것을 확인할 수 있다.4. 실험에 대한 나의 생각오늘은 붕해도, 마손도 시험을 하는 날이다. 붕해도, 마손도 실험을 하기 전 붕해도에 관한 수업을 듣지 못해서 어떤 과정으로 실험이 진행될까 라는 의문점이 있었지만 붕해도 시험기가 인체 내 온도 및 다양한 범위의 온도 내에서 진행시간 동안 약의 붕해도를 측정하는 간단한 시험이었다. 실험에 대한 이름만 들었을 때보단 실험의 내용을 이해하고 실험의 과정을 직접 겪어보니 친근하게 알 수 있었고 이해가 쉽게 되었다.

의/약학| 2014.11.21| 15페이지| 2,000원| 조회(2,003)

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청징화와 여과

제제공학 실험 - 청징화와 여과111111목 차1. 여과1) 멤브레인 여과2) 표면형 여과2. 여과이론1) 유속2) 기본식을 해석한 일반적인 규칙3. 여재1) 여포2) 금속망3) 펠트, 결합직물 및 크라프트지4) 멤브레인 여재4. 여과 조제5. 여과장치 및 시스템1) 중력식 필터2) 쟁반-틀형 필터3) 중력식 누체4) 감압 필터5) 판-틀형 필터프레스6. 청징화와 여과실험1) 실험순서7. 실험에 대한 나의 생각1. 여과무정형이나 결정성 침전물, 콜로이드성 혼탁 또는 불용성 액적이 제거된 징명한 액체를 만들기 위해 의약품 제제의 제조에 종종 액으로부터 입자의 분리가 요구된다. 여과의 정의는 액체를 투과성 물질에 통과시켜 액으로부터 입자를 분리하는 공정이고 가열조건에서 화학적, 물리적으로 불안정한 용액의 멸균에 종종 선택된다. 다공성 여재(=여과체)는 통과하는 액체로부터 입자를 분리하는 투과성 물질이다. 여과체위에 포집된 고체를 잔사라고 하며, 고체는 매질의 표면에 케이크를 형성하며, 유출액(=여액)의 청징한 액체가 여과체로부터 빠져나온다. 얻고자하는 물질이 고체일 때에는 케이크 여과라고 부르며, 고체가 1%가 넘지 않고 여액이 주목적일 때 청징화라고 한다.1) 멤브레인 여과제약공업에서 보편화된 멤브레인 여과는 네 가지 목적으로 사용되고 있다.① 용액으로부터 생존 및 비생존 입자의 제거(액체 또는 가스의 멸균 또는 청징화)② 멤브레인상의 포집에 의한 미생물의 유무 및 확인③ 단백질 또는 핵산의 검출, 진단 또는 정량을 위한 결합④ 입자의 유래나 성질 분석 등2) 표면형 여과① 여재의 세공이나 구멍이 표면으로부터 고체의 진입을 방해하는 일종의 사별작용을 이용한 것이며 이 여과체를 사별 필터라고도 한다.② 매우 균일하고 일정하고 연속적인 필터구조를 가지고 있어 절대적인 포집등급의 수치(공경)가 부여되어 있다. 주로 유체의 정밀여과 및 멸균, 공기중의 부유입자 점검, 생물검정 등에 사용 할 수 있다.2. 여과 이론여과이론은 과학보다는 기술에 가깝고, 이와 관련된 모든 여액의 품질은 고려하지 않고 흐름에 대한 저항에만 집중되어 있는 결함을 가지고 있다. 깨끗한 여재에서는 그 흐름에 대한 저항을 측정할 수 있지만 필터가 고체를 포집하기 시작할 때 저항이 얼마인지 정확히 산출할 수 없다. 수학적 모델은 공정중의 변수들 사이 겉보기 관계를 보여주는 수단이 되며 특정 여과를 함으로써 장치와 기법의 선정에 가치있는 판단수단이 될 수 있다.1) 유속필터를 통한 액체의 흐름은 저항이 있는 여재를 통한 액체의 흐름을 지배하는 몇 가지 기본법칙에 따른다. 유속은 다음과 같이 표현할 수 있다.유속`=` {구동력} over {저항}속도는 단위시간당 용량으로, 구동력은 압력차로 나타낼 수 있다. 여과 공식들이 복잡한 것은 저항을 확장하여 나타내기 때문이다. 저항은 고형물이 여재에 층적됨에 따라 증가하기 때문에 상수가 아니다. 이렇게 변화하는 저항을 표현하는 데는 투과성을 나타내는 인자들이나 연속적으로 확장되는 케이크의 저항계수뿐만 아니라 물질수지가 관련된다.2) 기본식을 해석한 일반적인 규칙① 압력 증가는 보통 케이크가 고압축성이 아닌 한 흐름을 비례적으로 증가시킨다. 고 압축성, 응집성이거나 끈적끈적한 침전물에 대해 압력을 증가시키면 흐름을 감소시키거나 정지시킬 수 있다.② 면적을 증가시키면 케이크의 두께(=저항)가 감쇠되어 면적의 제곱에 비례하여 흐름과 수명을 증가시킨다.③ 여액의 유속은 어떤 순간에도 점도에 반비례한다.④ 케이크 저항은 케이크 두께 함수이므로 평균유속은 침적된 케이크의 양에 반비례한다.⑤ 케이크 고형물의 입자도는 케이크의 비저항(alpha )에 영향을 주어 흐름에 영향을 미친다. 입자도를 감소시키면 값이 커지고 비례적으로 유속을 떨어뜨린다.⑥ 여재의 저항(R)은 보통 무시하거나 케이크여과에서 0.1alpha 이며 청징화여과에서는 일차저항이 된다. 후자의 경우 유속은 R에 반비례한다.3. 여재고형물이 필터에 침착되는 표면을 여재라고 부른다. 케이크여과를 위한 여재는 여과초기에 세공을 막지 않고 입자를 지나치게 누출시키지 않으면한다. 인지할 만한 케이크가 보이지 않는 청징화에 적용하는 경우에는 징명도를 성취하는 데에 있어서 여재가 일차적인 인자가 되며, 요구되는 크기 이상의 모든 입자를 제거하는 재료로 선택이 국한된다.여재는 여러가지 재료와 형태로 이용된다. 필터의 조직은 면과 같은 천연섬유나 합성섬유 및 유리로 직조된다.1) 여포표면형 여재로 천연 또는 합성섬유 또는 금속으로 직조된다. 면직이 가장 흔하며 1차 여재로, 판-틀형 필터에서 여과지나 펠트의 백킹으로 및 거친 여과를 위한 직조낭으로 널리 사용된다. 나일론은 곰팡이, 사상균 또는 세균에 의해 영향을 받지 않고 표면이 극히 매끄러워 케이크를 제거하기가 좋으며 흡착성이 거의 매끄러워 케이크를 제거하기가 좋으며 흡착성이 거의 무시될 수 있으므로 제약용으로 가장 우수하다. 면과 나일론은 고압증기로 멸균이 가능하기 때문에 멸균여과에서 거친 여과에 적당하다. 테프론은 화학적으로 거의 불활성이며 충분한 강도가 있고 고온에서도 견딜 수 있으므로 대다수의 액체여과에 우수하다.2) 금속망스테인레스 스틸은 내구성이 좋고 구멍이 폐색되기 어려우며 쉽게 세척할 수 있다. 금속필터는 케이크 여과에 양호한 표면을 제공하며 보통 여과조제와 함께 사용된다.3) 펠트, 결합직물 및 크라프트지부직조된 여재이다. 펠트는 접합제가 없이 기계적으로 결합시켜 입자의 유지력을 조절할 수 있는 특수한 세공경을 갖도록 만든 섬유상 물질이다. 낮은 압력차로 높은 유속을 갖는 것이 일차 특징이다. 천연 또는 합성 물질로 만든 펠트는 입체용 여재로서 기능을 발휘하며 젤라틴 같은 용액이나 미세 입자들이 관련될 때 추천된다.4) 멤브레인 여재미세여과와 초여과를 위한 기본적인 도구이다. 무균용액을 제조하는데에 흔히 사용된다.① 상변환법 : 가장 보편적인 방법으로 상변환을 통하여 용매와 비용매의 교환에 의한 고분자의 침전을 이용하는 것이 현재 정밀여과막이나 초여과막을 제조하는 데에 가장 많이 이용되고 있다. 그 외에 용매증발 및 온도변화로 제조하는 방법도 있다.② 신전법 : 필름을 잡아당겨 다공성을 부여하는 방법이다. 이 방법으로 만들어진 막은 다공성이 매우 높고 공경의 분포가 균일하다. 결정성 고분자를 소재로 하므로 다른 고분자 소재를 사용한 막보다 산이나 부식성 용액, 유기용매 및 고온용액의 처리에도 안정하다. 대표적인 재질로 테프론이 있다.③ 식각법 : 필름에 빛을 조사하여 그 구조가 취약해질 때 노출부를NaOH 용액 등으로 식각하여 공극을 형성시킨다. 대표적인 재질로 폴리카르보네이트가 있다.4. 여과 조제특정목적으로 필터코팅 및 흡착하는 성질 등 물에 섞는 등 필터에 조작하는 보조제이다. 규조토는 가장 중요한 여과조제인데 침적된 규조로부터 가공되었기 때문에 거칠고 비압축성인 케이크를 형성하는 불규칙적인 형상의 다공성 입자를 가지고 있다. 펄라이트는 규조토보다 20-30%정도 덜 조밀한 케이크를 형성한다. 석면은 거친 망 위에 유지가 잘 되지만 가격이 높고 섬유가 여액으로 빨려 들어갔을 때의 독성에 관한 문제 때문에 사용에 제한이 있다.여과조제는 다음과 같은 방법으로 여과 원액에 가하여 진다.① 프리코팅법 : 여과 조제를 액체에 분산시킨 부유 현탁액을 순환시켜 여과조제가 필터표면에 균일하게 침적되도록 하는 방법이다.② 보디믹스법 : 뱃치단위의 제제공정에서 흔하게 이루어지고 여과 조제를 여과원액에 직접 가하는 방법이다. 장치의 소요와 교차오염 가능성을 최소화 시킨다.5. 여과장치 및 시스템1) 중력식 필터물처리에 흔한 것이며 모래 필터가 탈이온이나 증류 전에 물을 징명화하기 위해 사용될 수 있다. 여재는 모래나 케이크층으로 구성될 수 있고 특수한 목적을 위해서는 석면, 셀룰로오스 섬유, 활성탄, 규조토 또는 다른 여과 조제의 조성물로 구성된다.2) 쟁반-틀형 필터느리고 까다로운 여과에 가장 적당하고 예외적으로 미소한 가압으로 막히거나 천의 구멍을 통과해나가는 결이 부드럽거나 미세한 침전물에 적당하다.3) 중력식 누체이중 바닥을 갖는 탱크 또는 여재의 지지판을 갖는 용기이다. 공간문제로 보다 효율적인 방식이며 멸균결정을 모으거나 분 않은 조작에 사용할 수 있다. 누체는 종종 감압이나 진공 하에서 조작되기 때문에 진정한 중력식 필터는 아니다.4) 감압 필터대량일 때 쓰이지만 결정성 침전물의 수집이나 멸균여과에는 별로 쓰이지 않는다. 연속식 감압 필터는 찌꺼기가 많은 고용량을 취급할 수 있으며, 용량면에서 볼 때 여과된 액체의 갈론당 비용이 싸다.5) 판-틀형 필터프레스모든 가압 필터중 가장 간단하고 가장 널리 사용된다. 필터 프레스는 액체의 고도 청징화와 케이크의 수득에 사용된다. 청징도가 주목적일 때는 뱃치식 조작이 적용된다.6. 청징화와 여과실험제제공학 실험 조조원준비물어성초, 전분, 물, 필터페이퍼, 가지달린 삼각플라스크, Vacuum pump, 흡인여과기(Buchner funnel), 가위, 비커, 저울, 스푼, 장갑, 핀셋목적물과 혼합된 어성초와 전분을 여과시켜 청징한 액체를 얻기 위함.1) 실험순서1. 어성초 24.39g을 준비한다.2. 어성초 24.39g + 전분 24.41g 을 합친 무게이다. 여기서 다음 실험을 위해서 33.13g 을 남겨놓은 후 13.29g만 사용했다.3. 어성초와 전분을 섞을 물 347.64g - 96.06g(비커무게) = 251.58g 을 준비한다.4. 어성초 + 전분 +물의 총 무게는440g - 175.13g(더 큰 비커무게)= 264.87g 이다.* 추가적인 물의 추가무게도 고려해야한다.* 혼합을 위해 큰 비커로 옮기었다.5. 여과가 잘 진행되기 위해 혼합액을 잘 섞어 준다.6. 여과에 필요한 준비물이다. 왼쪽부터 필터페이퍼, 흡인여과기(Buchner funnel), 가지달린 삼각플라스크이다.7. 여과가 원활하게 진행되기 위해 흡인여과기(Buchner funnel) 안쪽 크기와 필터페이퍼의 크기가 맞도록 가위로 오려준다.8. 오려진 필터페이퍼의 무게는 0.99g이다. 여과 후 여과된 청징한 액체를 제외한 케이크의 무게를 재기위해 필터페이퍼의 무게를 미리 재었다.9. 원활한 여과를 위해 흡인여과기(Buchner funnel)를 가지달린 삼각플라스크와해준다.

의/약학| 2014.11.21| 13페이지| 2,000원| 조회(239)

여과, 조제, 청징화, 여재, 멤브레인 여재, 여과장치 및 시스템

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빅 뱅 이 론111111목 차1. 빅뱅이론이 도대체 뭐야?2. 인간은 어디에서 왔을까?3. 우주의 크기는 어느정도 일까?4. 빅뱅 이후에 50만년 동안 우주는 어떤 모습이었을까?5. 미래에 다가올 우주와 지구의 운명은 어떻게 될까?6. 상상 더하기7. 느낀 점1. 빅뱅이론이 도대체 뭐야?빅뱅이론에 관한 책을 읽기 전에 빅뱅이란 무엇일까? 간혹 방송매체나 뉴스기사에서 가끔씩 접해보았던 관련기사에 관심을 가지지 않고 있었다. 내가 알고 있었던 빅뱅이론에 관한 얕은 지식은 아주 큰 폭발로 인해 우주가 생긴 원인이라고만 알고 있었다. 하지만 이번 기회에 책을 읽고 난 후 빅뱅이 없었다면 인간을 포함한 모든 생명체 즉, 인간이 살고 있는 지구와 태양 같은 별도 존재할 수 없다고 생각한다. 빅뱅이론에 관한 책을 읽고 책에서 나에게 던져준 질문과 책을 읽으면서 가지는 호기심에 관해 나의 생각을 기술하고자 한다.2. 인간은 어디에서 왔을까?이 질문은 모든 물질이 어떻게 만들어 졌으며, 세상은 어떻게 만들어 졌을까? 라는 질문으로 통합해서 생각해볼 수 있다. 다가가기 어려웠던 책을 읽으면서 빅뱅이론에 대해 정보를 얻었고 빅뱅이론을 알기 전까지는 우리(인간)는 어떻게 만들어 졌을까? 라는 호기심을 가졌었다. 교재에서 빅뱅이란 약 120~150억 년 전 모든 물질의 기원이 되는 격렬한 사건이라고 한다. 책을 앞부분을 읽으면서도 빅뱅이란 사건이후에 모든 물질, 즉 인간의 장 속에도 들어 있는 탄소, 질소, 산소 등이 한 번에 생겨난 줄 알았다. 그리고 다윈의 진화론에 따라 인간도 진화가 되어서 현재의 모습까지 변해왔지만 그럼 최초의 인류인 오스트랄로피테쿠스 이전은 어떻게 생겼을까? 라는 생각을 해봤지만 답을 생각해 낼 수 없었다. 하지만 이 생각들은 나의 착오였고 쉽게 정답을 찾을 수 있었다. 인간이라는 존재가 탄생하기 까지는 총 세 번의 폭발(빅뱅, 초신성 폭발, 혜성이나 소행성의 충돌)이 있었다고 한다. 세 번의 폭발로 인해 별 내부의 물질들이 나왔고 약 120~150억년의 시간이 흘러 인간이 탄생되었다. 인간의 기원을 이해하기 위해선 빅뱅이론에 대해서 자세히 알 필요가 있을 것 같다. 흔히 옛 로마신화를 보면 신이 인간을 만들었다고 하는데 그럼 신의 기원은 무엇일까? 우주에서 일어난 최초의 사건인 빅뱅이 있기 전까지는 신도 존재하지 않았을 것 같다. 빅뱅으로 인해 인간이 탄생했고 우리의 선조는 별에서 폭발한 빅뱅 일지도 모른다.3. 우주의 크기는 어느 정도 일까?빅뱅이론이라는 책을 읽으면서 알 수 없었던 질문에 대한 답을 찾아가면서 빅뱅과 두 번째 대폭발인 초신성 폭발로 인해 원소들이 우주로 방출되면서라는 해답을 얻었지만 궁금증을 시원하게 해결되지는 않았다. 빅뱅이 있기 전에는 빅뱅이 어떻게 일어났는지에 대해서, 그 물질이 어떻게 존재했을까? 라는 의문점도 해결되지 않았다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 우주에 적용이 가능하다고 하지만 특수 상대성 이론에서는 우주에서는 유효한 시간이 없으므로 절대시간과 절대운동의 개념을 사용하지 못하여 적용이 불가능하다고 한다. 우주에서는 공간과 시간도 창조되었고 아인슈타인의 이론들의 정의를 찾아보고 이러한 것들의 복합한 전개과정 및 생성되는 모습을 머릿속으로 묘사를 하는데 쉽게 상상할 수 가 없었다. 현재 우주는 아인슈타인의 일반 상대성 이론과 허블의 법칙에 따라 멀리 떨어진 은하일수록 더 빠르게 멀어지며 팽창한다고 한다. 빅뱅이론을 이해하기 위해선 우주의 팽창을 알아야 한다는데 우주가 계속 팽창을 하면 과거에는 우주가 현재보다 작았음을 알 수 있고, 팽창을 계속 한다면 과연 우주의 끝은 있을까? 있다면 어떻게 존재할까? 라는 호기심도 생겼다. 책 저자의 답변 “우주는 존재하는 것 모두를 포함하며 바깥이 없는 것이며 공간적 차원이다.”라고 설명하며 1차원 우주, 2차원 우주, 3차원 우주, 4차원 우주에 대해서 설명을 했지만 3차원의 세계에 살고 있는 우리가 4차원 구슬의 표면에 있는 것에 대해서 도저히 이해할 수 가 없었다.4. 빅뱅 이후에 50만년 동안 우주는 어떤 모습이었을까?빅뱅이론처럼 낯설고 규모가 큰 사건에 대해 생각할 때는 우리의 일상적인 선입견을 한쪽으로 제쳐둘 수 있어야 한다. 우주가 팽창한다는 것에 대한 인터넷 자료에서는 건포도 빵 모델로 설명을 했다. 빵이 우주이고 건포도가 곧 은하이다. 빵이 구워지면서 오밀조밀하게 모여 있던 건포도들이 팽창을 한다고 보면 된다. 우주는 초속 50만 km로 팽창한다고 하니 우주의 크기는 무한할 것 같고 끝을 찾기에는 현실과학에서는 불가능 할 것 같다. 초속 50만 km로 우주팽창이 너무 빨리 일어나다보니 물질이 덩어리로 뭉쳐지지 않기 때문에 가까운 입자들 사이에서 작용하는 힘이 할 수 있는 일이라고는 공간을 팽창시키는 것 밖에 없다. 그래서 우주는 계속해서 팽창을 하고 있고 처음 빅뱅이 일어났을 때 일정한 모양의 폭발이 아니었을 거라고 추측이 되고 우주의 모습은 불규칙적일 것 같다. 빅뱅이후 불규칙적인 우주에 생성된 수많은 물질들 즉, 소행성, 혜성, 별, 성운, 블랙홀 등이 있다. 사람들은 여러 종류의 기구와 이론들로 이런 물질들을 발견 하고 연구했다. 하지만 블랙홀에 관한 존재여부와 존재한다면 어떤 모양인지에 대해서도 정확히 밝혀지지 않았다. 블랙홀이란 별이 폭발할 때 반지름이 극단적인 수축을 일으켜 밀도가 매우 증가하고 중력이 굉장히 커진 천체를 말하는데 블랙홀의 중력을 벗어나기 위해 필요한 탈출속력은 빛의 속력보다 크다고 하니 어떠한 물질들을 포함한 지구조차도 블랙홀의 중력에서는 한순간에 사라져버릴 것 같다. 또 블랙홀에 작용하는 힘은 어떻게 작용하는 지도 궁금하고 혹여나 우주의 물질들이 블랙홀의 중력에 못 이겨 블랙홀에 흡수된다면 어디로 사라져버리는 것일까? 빛까지 흡수한다는데 블랙홀 주변에는 아무것도 존재하지 않는 무의 상태일까? 라는 궁금증이 든다. 책을 읽으면 읽을수록 내가 원하는 답이 나오지 않아 답답했지만 이런 빅뱅이론을 제시한 1920년대 러시아 수학자 프리드만과 벨기에 신부 르메트르 같은 사람과 우주에 존재하는 물질들에 관해 연구하는 전문가들은 나와 같은 호기심으로 출발하여 이론을 제시하기 까지 내가 가지는 궁금증을 해결하기 위해 엄청난 고민과 노력을 했을 것 같다.5. 미래에 다가올 우주와 지구의 운명은 어떻게 될까?모든 물질은 중력의 힘으로 서로에게 끌리고 있으며, 이 때문에 팽창속도가 틀림없이 느려지고 있다고 한다. 우주의 팽창속도가 0이 되면 중력의 힘 때문에 우주의 물질들과 은하들을 반대방향으로 잡아당기기 시작하면 우주의 팽창속도가 -가 되고 또 한 번의 빅뱅이 일어나서 수많은 은하와 물질들이 생길 것 같다. 하지만 이런 일이 일어날지는 확신할 수 없고 일어난다고 하더라도 1,000억년의 시간은 흘러야 되지 않을까 생각한다. 그리고 빅뱅 이후에 세 번째 대폭발인 약 6,500만 년 전에 소행성의 충돌이 있었고 이 폭발로 인해 지구에서 공룡이 멸종되고 다른 포유류와 인간이 나타났다. 이 사건 후에 지금까지 지구가 혜성이나 소행성의 충돌을 피 할 수 있었던 것은 운이 좋았을 뿐이었다. 지구에 충돌할 수 있는 소행성을 예측한다고 해도 영화에서 볼 수 있었던 소행성 충돌을 막지 못할 것 같다. 만약 소행성이 충돌한다면 수백만 개의 수소폭탄과 맞먹는 에너지가 방출된다고 하니 인류의 미래는 우주에게 운이 계속 좋기를 바라는 방법 밖에 없을 것 같다.

독후감/창작| 2014.11.21| 6페이지| 1,500원| 조회(444)

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