스티븐 호킹 4

노벨물리학상 ‘펜로즈 특이점 정리’ 이해하기

[프리미엄 리포트] 2020.11.07 15:00 스티븐 호킹 박사와 로저 펜로즈 옥스퍼드대 교수. 옥스포드대 제공 ※편집자 주 : 2020년 노벨물리학상을 공동으로 수상한 로저 펜로즈 영국 옥스퍼드대 교수는 독창적인 수학적 방법을 사용해 블랙홀이 일반 상대성 이론의 직접적인 결과임을 증명했습니다. 1965년 1월 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 ‘중력수축과 시공간의 특이점들(Gravitational collapse and space-time singularities)’이라는 제목으로 실린 그의 핵심 논문을 자세히 해설해드립니다. 블랙홀의 존재에 대한 1960년대 물리학자들의 논쟁을 쉽게 이해하기 위해 원통 모양의 통나무를 평평한 표면 위에 던졌을 때 평형 상태를 구하는 정역학 문제를 예로 들어 보자..

『위대한 설계』읽기-5(양자 우주론의 모형들)

호킹은 빅뱅 이론을 “초기 우주의 타당한 기술로 여길 수 있는 것은 사실”이지만, 빅뱅을 “곧이곧 대로 받아들이는 것”과 빅뱅 이론으로 우주의 시작까지 기술하는 것 은 “옳지 않다”고 말한다. 그 이유는 빅뱅 이론의 바탕인 아인슈타인의 일반상대성이론은 우주의 온도와 밀도와 곡률이 무한대인 특이점이 있었다고 예측하기 때문이다. 호킹에 의하면 일반상대성 이론은 우주가 어떻게 시작되었는지를 예측하는 데에는 쓸모가 없고, 다만 우주가 어떻게 진화되었는지를 논의하는 데에만 쓸모가 있다. 호킹이 설명하는 양자우주론을 살펴보자. 1. 양자우주론 지구중심 우주론과 정적우주론이 차례로 폐기되고, 새로 시작한 빅뱅 우주론에서 팽창(inflation)에 관련한 논쟁이 벌어졌다. 빅뱅 우주론에서 시작된 팽창론은 1980년대에..

『위대한 설계』읽기-2(궁극적 질문 3가지)

호킹의 『위대한 설계』는 존재의 수수께끼에 대한 궁극적 질문 3가지에 대해 대답하는 것을 목적으 로 서술되고 있다. 질문들은 다음과 같다 질문 1. 왜 무(無)가 아니라 무엇인가가 있을까? 질문 2. 왜 우리가 있을까? 질문 3. 왜 다른 법칙이 아니라 이 특정한 법칙이 있을까? 이 질문들에 대해 답변하기 전에 호킹은 그의 주장에 반대되는 철 학과 과학 이론들을 비판한다. 호킹에 의하면 이런 질문에 대답하기 위하여 고대인은 “인간의 삶의 모든 면들을 멋대로 지배하는 신들을 발명”했다. 그때부터 “신들이 지배한다는 생각이 물러가고, 우주 가 자연법칙들에 의해서 지배되며, 우리가 언젠가 해독하게 될 설계 도에 따라서 창조되었다는 생각이 전면에 나서는 긴 과정이 시작되었 다.” 탈레스에 의하여 시작된 서양철학..

과학적 유신론의 '쟁점들'에 대한 답안-4(인간의 기원)

신이 우리 조상을 특별하게 창조했다면, 그 이유는 무엇인가? 현재 우리들과는 어떤 관계에 있는가? 과학적 무신론에 의하면 지구상에 최초 생명체는 ‘우연’하게 자연 발생하였다가 ‘우연’하게 생식 메커니즘을 갖추게 되어 자손을 남기 고 죽은 하나의 박테리아다. 그 박테리아의 속성을 물려받은 자손들 역시 생존하다가 사멸할 뿐인 존재들이다. 진화론에 의하면 그 박테 리아의 자손들에게 ‘우연’한 변이가 누적되고, 진화가 계속되면서 현 재와 같이 다양한 종이 발생했다. 그렇다면 우리 인간도 진화와 자연 선택의 산물의 하나이다. 과학적 무신론은 생명체가 자연선택에 따 라 진화하는 것이므로 생명체에게는 생존 이외의 다른 이유나 목적이 있을 수 없다고 주장한다. 그러므로 우리 인간들이 생존을 위한 경쟁 에서의 승리 이외..