숨은 변수 4

Λ(람다)CDM 모형 우주론

1. Λ(람다)CDM 모형우주론이 나오기까지 아인슈타인은 한때 정상우주론을 지지하기 위하여 그의 상대성 이론에 Λ(람다: 그리스어)라는 우주상수를 넣었다. 그런데 허블의 팽창우 주론이 설득력을 얻게 되자, 아인슈타인은 Λ상수를 실수로 인정하고 철회했다. 이제 현대 우주론에서 우리우주의 시작점은 빅뱅이라고 보는 견해가 주류이다. 빅뱅 우주론은 우주가 ‘특이점’에서 시작했다 고 본다. 빅뱅 순간 나타난 물질의 최초 형태는 빛-광자이었다. 광자는 우주를 시작하는 빅뱅에서 최초로 출현했다.우주가 빛으로 시작되었다고 진술하는 종교적 기록은 기독교의 창세기 1장 3절에서도 발견된다. 광자는 최초로 우주 에너지가 물질로 전환하는 빅뱅에서 입자와 파동의 형태로 생서되었다. 이후 광자는 물질의 생성과 소멸에 작용하는 필..

『부분과 전체』: 하이젠베르크의 세계 이해

하이젠베르크는 1965년 『부분과 전체』를 출판했다. 이 책에서 그는 사생활 이야기와 함께 닐스 보어 등 동료 과학자들과 실재에 관련한 주제들을 논의했던 사실을 서술하고 있다. 하이젠베르크와 폴 디랙은 미국에서 일본으로 여행을 가는 증기 선에서 과학적 방법론을 토의하는 기회가 있었다. 이때 하이젠베르 크는 “우리의 사고능력이 자연을 이해할 수 있다고 확신했다”고 하면 서, 그 근거가 “자연을 이 모든 형태로 조성한, 질서를 부여하는 힘이 우리의 정신 구조, 즉 사고 능력의 구조 또한 만들었다”고 했던 그의 동료 로베르토의 말에 있다고 회상했다. 그는 이어서 그의 스승이었 던 닐스 보어의 “올바른 주장의 반대는 잘못된 주장이다. 그러나 심오 한 진리의 반대는 다시금 심오한 진리일 수 있다.”는 말을 떠올리..

양자물리학 알기(4): EPR 논쟁과 고양이 상자

1935년에 아인슈타인은 그의 조수 네이선 로젠(Nathan Rosen), 보 리스 포돌스키(Boris podolsky)와 공동으로 ‘EPR 역설’(EPR paradox)로 불리는 유명한 논문을 발표했다. 이 논문의 원제목은 “Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? - 물리적 실재에 대한 양자역학의 기술 은 완전하다고 볼 수 있는가?”이다. 아인슈타인에게 코펜하겐 해석은 물리이론이 아니라, ‘멀리 있는 도깨비가 조종’(spooky action at a distance)을 하고 있는 것처럼 허튼 소리로 들렸다. EPR은 세 명의 공동저자 이름의 첫 글자를 딴 것이다. 이 논문의 목적은 하이젠 베르크의 불확..

양자물리학 알기(3): 실재(實在) 논쟁과 '숨은 변수'?

1. 제5차 솔베이 회의에서의 실재(實在) 논쟁(1927) 제5차 솔베이 회의(Solvay Conference)가 전자와 광자에 관한 주 제로 브뤼셀에서 열린 것은 코모 회의를 끝내고 불과 한 달 뒤의 일이 었다. 최고 과학자로 초청 받아야만 참석할 수 있는 이 회의에는 아인 슈타인과 슈뢰딩거도 참석했다. 어느덧 양자물리학계의 거목으로 성 장한 보어는 여기에서 하이젠베르크와 함께 그들의 양자이론을 설득 력 있게 해석하는 일에 주력했다. 아인슈타인은 보어가 불확정성원 리에 의한 해석을 강조하기 위해 도입한 상보성 원리(complementary principle)를 받아들일 수 없다고 주장했다. 아인슈타인은 자연현상은 확률적인 방법에 의해서가 아니라 엄격한 인과법칙으로 설명되어야 한다고 주장했다. 아인슈타인..