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답변완료

일반상대성이론에 의하면, 에너지 밀도가 곧 시공의 곡률이 되는데요. 우주 공간 위에 떠 있는 모든 거시적 물체는 자전과 공전 및 내부 에너지의 순환에 의해 밀도가 수시로 변합니다. 그럼 그것이 곧 중력파가 되겠지요. 저는 원자 속 전자도 일종의 계라고 보는데요. 오비탈에 의해 전자 구름이 존재하고, 모든 전자가 '동시에' 존재하고 있다면 그것은 하나의 에너지 밀도를 이룰 테고 수시로 변하겠지요. 그럼 그게 물질파가 아닐는지요. 중력파와 마찬가지로 운동량이 곧 진동수인 부분이 일맥상통하지 않나요? 그럼 한 가지... 저는 전자도 실은 현대물리학이 설명하듯 '점'이 아니고 일종의 계가 아닐까 하고 생각했습니다. 물질파의 정체가 위와 같다면 그건 당연하겠지요. 그렇다면 그 계를 가속시킬 경우, 에너지 밀도가 한쪽으로 쏠리는 (관성에 의해) 현상이 발생할 거고, 쏠리고 쏠리기를 반복해 충분한 정도의 중력파가 되었다면 그게 바로 빛의 정체가 아닌가 하는 것입니다. 그리고 파장이 (엄청) 긴 중력파끼리는 서로 척력이 발생한다고 생각해 볼 수도 있습니다. 그런데 파장이 짧은 중력파는 자기의 주체 계 시공 곡률의 탈출 세기를 지니지만 파장이 길면 그렇지 못해 이를테면 양성자와 전자는 충분히 작은 거리까지 붙지 않으면 척력이 전혀 없어 순전히 시공왜곡의 힘으로 인력만 발생하고요. 양성자도 구름으로 생각해 본다면 시공 왜곡의 범위도 다시 한번 고려해볼 수 있지 않을까요. 아무튼 전자기파도 중력파이며 원자에서 방출되는 다양한 파장의 스펙트럼은 확률적으로 존재하지만 '동시에' 존재하는 모든 전자들의 '진동'에 의해서 생겨나는 일종의 양자화된 중력파라고 할 수 있겠죠. 이것에 대해서 어떻게 생각하시나요? 어려서부터 궁금한 게 많았지만... 다큐멘터리나 대중강연으로만 상상력을 키워 온 불쌍한 고졸이 질문해봅니다.

답변내용

질문하신 부분은 중력과 양자역학을 접목시키려는 시도로 이해됩니다. 아인슈타인이 이 문제를 해결하기 위해 반평생을 바쳤고, 지금도 많은 물리학자들이 노력하고 있지만 그 결실이 잘 보이지는 않고 있는 문제입니다. 대표적으로 끈이론은 이 문제를 해결하기 위해 제안되었는데 아직 이론에 대한 근본적인 이해가 부족합니다. 현재 물리학자들의 이해로는 중력은 고전적인 현상이고, 양자역학은 중력을 제외한 전자기 상호작용, 약한 상호작용, 강한 상호작용만을 잘 설명합니다. - 김형도 드림(서울대 물리천문학부 교수)

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