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2009.03.29 06:35

아인시타인의 농담

조회 수 2006 추천 수 0 댓글 24
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아인시타인께서 말씀하시길,

"정보전달 속도는 빛보다 빠를 수 없다."



3울 27일 서울 백북스에서 "빛과 우주" 독서 토론회에서

저자이신 김형진 박사님이 강의 중에 하신 말씀이

태양에서 빛이 지구에 오는데 100만 년이 걸린다고 한다.

그러면 우리는 100만 년 전의 태양을 보는 것인가.


더구나

100광년이상 떨어진 별에서 오는 빛은 몇 년만에

지구에 도달하는가.

100 년?

아닐 것이다.

작고 가까운 태양에서 빛이 오는데  100만 년이 걸린다면

훨씬 더 걸릴 것이다.

게다가 100년동안 그 별과 우리 은하와 태양계가 계속 상대적으로 움직였다.

그럼 우리가 지금 보는 100광년 떨어진 별는 몇년 전의 별의 모습인가.


아인시타인께서 말씀하신

"정보전달 속도는 빛보다 빠를 수 없다."

에 의하면 우리는 최소한 100년보다 더 이전의 별을 보아야 한다.

만약 우리가 100년 보다 훨씬 더 이전에 온 빛으로 그 별을 보는 것이라면

별마다 시간차가 생겨서 질서있는 우주모습을 볼수 없고,

우리가 보는 우주 모습은 누더기로 편집된 사진 처럼 보일 것이다.

그런데 우주 사진을 보면 그런 공간상의 일그러짐이 없고

현재의 모습으로 보인다.


아인시타인께서 농담하신 것인가.


내가 잘못 이해하고  있는 것인가.



회원님들께 묻습니다.


우리가 빛으로 보는 것일까요.

빛으로 본다는데 회의가 되는데요.

빛이 없으면 보지 못하느 것도 사실이지만

빛으로 본다면 딜레마에 빠지는 점도 있네요. 



^     ^






  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    역시 지구부터 태양까지의 거리가 100만년이라는 것을 아는 것은 대단합니다.
    저도 당신처럼 위대한 과학자가 되고 싶습니다.
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    나머진 과학적 유머로 알겠습니다만, 다음 한 줄은 정말 잘 쓰셨네요.

    "빛으로 본다면 딜레마에 빠지는 점도 있네요."
  • ?
    김경근 2009.03.29 06:35
    100만년이라는건 처음 듣는 말입니다.. 그리고 공간이 일그러지는 경우에는 그것을 관측할 수있는 절대적 기준 좌표계가 존재해야 그 사실을 알 수 있는데, 아시다시피 그런건 없지요.

    즉 공간이 일그러져있어도 시각정보로 그것을 판단할 수는 없어보입니다.
  • ?
    김경근 2009.03.29 06:35
    아.. 그냥 가정된 상황이었군요
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    김경근//글쓴이께선 농담으로 글을 시작해 학문으로 글을 끝내고 계십니다. 잘 읽어보세요. 다른 글들도 함께.
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    가정이 아니라 김형진 박사님에 대한 조롱 같습니다.
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    김형진 박사님이 강의 중에 하신 말씀이
    태양에서 빛이 지구에 오는데 100만 년이 걸린다고 한다.
  • ?
    김경근 2009.03.29 06:35
    아 그렇군요
  • ?
    이기두 2009.03.29 06:35
    태양에서 빛이 오는데 100만년이 걸린다는 김경진 박사님의 말씀은
    태양 내부에서 빛이 발생해서 태양에서 빛이 빠져 나오는데 시간이 많이 걸린다는 내용으로 이해 했습니다.
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    역시, 아직 유머 감각은 뛰어나십니다. 504.6초를 100만년으로 뻥튀기 하시니 말씀입니다.
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    그리고, 공동저서는 보통 읽기 힘든데 그걸 읽어내시다니 대단합니다.
  • ?
    임성혁 2009.03.29 06:35
    전자기파<빛!!!

    태양표면에서 지구까지의 도달시간이야 8분20초란걸 우리 백북스 회원님들은 다 아실테고...
    태양내부 코어부에서 발생한 전자기파(빛)가 태양 내부의 엄청난 밀도 때문에 이리저리 밀치고 표면에 도달하는 시간이 백 만 년이란 강의를 들은 기억이 납니다.(백북스 천문학 소모임 강의 때였던듯...)

    이런 자료도 있네요
    -태양 내부에서 핵융합 반응으로 생성되는 물질에는 열에너지를 전달하는 광자와 중성 미자가 있다.
    광자는 복사 전달에 의한 방법으로 태양을 빠져 나오는데 100만년 이상 걸리지만, 중성미자는 거의 빛과 같은 속도로 빠져나옵니다-
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    임성혁//중성미자는 빛과 같은 속도니까 100만년 걸리는군요. 잘 알았습니다.
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    게다가 태양 표면에서는 빛이 발생하지 않는다는 사실은 처음 알았습니다. 가르쳐 주셔서 감사합니다.
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    그러고 보니 똑같은 빛인데 지구까지 걸리는 시간이 태양 표면에서 발생한 빛은 빠르게 오는 데 비해 코어에서 발생한 에너지는 복사를 통해 빛으로 바뀌어, 그러니까, 전자기파 중 알파선이나 베타선, 감마선이 아닌 광자로 바뀌어 지구까지 오는 데까지 걸리는 시간이 천양지차이므로(저 한자 잘 모릅니다.) 똑같은 빛이라도 걸린 시간이 다르므로, 그러니까 속도가 다르므로 빛이 시간과 공간의 기준이 된다는 상대성 이론은 틀린 것이군요. 잘 알았습니다.
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    그리고, 요즘 성형외과에서는 0 빼기 수술 하나 모르겠네요. 0 하나쯤 빼시는 게 좋을 듯.
  • ?
    이기두 2009.03.29 06:35
    단위가 잘못 되었나요.
    강의 들을 때 메모가 안되어서 죄송합니다.
    수학성형외과에 문의했더니 0은 매우 중요한 부분과
    연결이 되어 있어서 자신이 없고,
    점을 옆으로 한 칸 이동시키는 수술이라면 한번 해 보자는 군요. ^ ^
  • ?
    이기두 2009.03.29 06:35
    procom님이 "그러니까 속도가 다르므로 빛이 시간과 공간의 기준이 된다는 상대성 이론은 틀린 것이군요" 라고 하신 부분이 제가 쓴 글에서 제 의문의 핵심인 것 같습니다.
    빛은 시공간에서 손님인 것 같은데 (시공속에서 상대적인 운동을 하는 것은 모두 손님이라고 생각함)
    아인시타인님은 주인으로 바꿔 놓았는데
    이게 계속 머리 속을 근질거리게 만드는 겁니다.
    초끈이론 M이론으로 가면 빛은 손님이라고 다시 바뀌까요?
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    초끈이론 M이론도 자유전자와 원자에 구속된 전자, 공유전자, 양성자와 중성자와 관련된 세계를 다루는 데다가 상대성이론을 쓴 사람의 이론에 바탕을 두고 있기 때문에 손님이라고 바뀔 지도 모르겠군요.

    빛이 아닌 사람이 중심이 되어야 하면 유사과학적으로 이야기가 흐를까봐 그만두겠습니다. 우리를 우주의 중심에 놓고 생각하지 말라는 것이 과학의 모토 중 하나입니다.

    그리고, 수학이 너무 철학적으로 나가면 수학이 아닌 철학이 되어버립니다.

    끝으로, 첫부분에 너무 집중하느라 끝부분의 앞부분을 못 읽어서 죄송합니다.
    이런 글은 "웃어봅시다" 같은 게시판을 따로 만들어 회원제로 운영하는 곳에 올림이 마땅하다고 감히 말씀드립니다.
    ^__^
  • ?
    procom 2009.03.29 06:35
    죄송합니다. 원래 유머 중심의 게시판이었군요. 손님은 이만 물러가겠습니다. 회원께서도 안녕히 계시길 바랍니다.
  • ?
    표태수 2009.03.29 06:35
    앞의 임성혁님께서 잘 정리하셨듯이 백만년이란, 태양의 중심에서 발생한 빛이 표면에서 방출되기까지 걸리는 시간을 이야기합니다. 태양의 반경은 700,000 km 이고, 빛의 속도는 약 300,000 km/초 입니다. 그러니까, 직선거리로 바로 나온다면 2.3초걸립니다. 하지만, 태양속은 고밀도의 가스이므로 빛은 주변의 원자들과 수없이 충돌하게 되죠. 그러다보니 바로 나오지 못하고 술취한 사람처럼 갈짓자로 주변과 좌충우돌하면서 겨우나오게 됩니다. 이걸 랜덤워크라고 하고, 일부에서는 술취한 "김삿갓걸음"이라고 하기도 합니다. 이렇게 좌충우돌할때 광자의 에너지는 충돌로인해 충돌한 원자에 전해지고, 원자는 받은 에너지를 다시 재방출하는 데, 그 방향은 제멋대로 입니다. 그러다보니 2.3초걸려 나올 걸 백만년 걸려 나오게 되지요. 광자가 다른 아톰과 충돌하기 전에 "자유롭게" 날아갈 수 있는 거리를 자유행정거리(mean free path)라고 합니다. (총이동거리/자유행정거리)의 제곱 = 총 충돌회수 가 성립하는 데, 아까 말대로 백만년(1,000,000년)이면 빛이 이동한 거리는 1,000,000년 x (3600초 x 24시간 x 365일) X (300,000 km/초) = 1e19 km, 자유행정거리를 만약 1 cm로 가정하면, 광자가 표면에 도달하기까지 겪는 충돌횟수는 약 1e48(백만번의 백만번의 백만번의 백만번의 백만번의 백만번의 백만번의 백만배)번에 다다릅니다. 표면에 도달한 광자에너지는 이제 진공을 만났으니 약 8분이면 우리 시야에 돌아오죠. 광자가 이렇게 주변의 물질과 충돌하고 상호작용하는 것에 반해서, 뉴트리노는 주변의 물질과 거의 작용하지 않습니다. 태양뿐만아니라 지구도 뉴트리노에게는 투명할 뿐입니다. 광자는 그렇게 많이 충돌하다 보니 발생시에 가지고 있던 많은 성질들을 잃어버리고 전혀 다른 광자가 됩니다. 빛이 어딘가 흡수되어서 다시 재방출하게 되면 그 재방출하기 직전의 물질의 상태를 보여주게 됩니다. 그러니까 우리는 태양의 표면가까운 곳까지만 볼 수 있고 태양의 중심을 볼 수 없습니다. 반면 뉴트리노는 원래 발생시의 정보를 가지고 있으므로 만약 뉴트리노를 볼 수 있다면, 태양중심의 정보를 직접적으로 얻을 수 있게 되는 거지요. 뉴트리노와 광자의 속도가 다르다는 것은 오해이고, 광자가 고밀도가스속에서 다른 것과 충돌하는 데 반해 뉴트리노는 다른 물질과 잘 상호작용하지 않는 다는 것이 핵심이 될 듯 합니다. (광자가 다른 원자와 상호작용할 때는 흡수/재방출 뿐만아니라 방향만 달라지는 산란도 있습니다만 이야기의 흐름상 간략화 했습니다. )
  • ?
    이기두 2009.03.29 06:35
    표태수님 잘 정리 해주신것 잘 읽었습니다.
    천체물리를 잘 이해 하지 못하고 쓴것이 부끄럽습니다.
    연말쯤 다시 돌아보고, 반성하겠습니다.
  • ?
    임성혁 2009.03.29 06:35
    자유게시판이 역기능으로 흐를 것을 잘 정리해서 순기능으로 바꿔주신 표태수님의 글 보기 좋습니다.
    빛의 속도가 초당 삼만 킬로미터로 써진 것은 '0'을 하나 빼먹은 가벼운 오타로 보입니다.
    얼굴이 안 보이는 게시판에서의 대화는 항시 상대방을 2% 이해하려는 마음이 필요한듯합니다.
    그리고 필명을 아이디로 하지 않고 본명으로하는 것을 권장하는 백북스의 주관을 옹호합니다.
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    표태수 2009.03.29 06:35
    임성혁님께, 오류를 지적해 주셔서 감사합니다. 항상 지수형식으로 쓰다가 풀어쓸려고하니 잘 안되네요... 다른 단순한 계산상의 오류도 발견해서 고쳤습니다.

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