안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주정거장의 모양은 어떻게 결정되었나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.우주정거장은 여러 모듈이 일직선의 형태로 연결된 구조인데 이는 ㅎ율적인 모듈 추가와 유지보수 안정적으로 태양광 발전시스템을 갖추고 실험과 생활 공간을 분리하기 위해서 이렇게 만들게 된것이지요~우주정거장이 바퀴형이나 원형으로 설계되는 것같은 공상과학 영화의 모습은 인공적인 중력을 생성하기 위해서 형성된것이며 회전운동을 통해 인공 중력을 생성하게 하는데 회전하면서 원심력이 나타나게 되고 이 원심력이 탑승자를 마치 지구에서처럼 발이 바닥에 붙어이는 상태로 경험하게 하는 과정을 거치게 하는 것입니다. 바퀴형 똔즌 도넛형 구조를 통해 회전 중심으로 균일한 중력을 제공하게 하는 것이지요. 하지만 현재 우리가 실제 존재하게 하는 국제 우주정거장은 여러 기술적인 이유로 원형이 아닌 모듈형 설계를 쳬택하고 있으며 언젠가는 이러한것들을 고려한 원형구조를 만들어낼수도 있지 않을까요?
지구과학·천문우주
Q. 불확정 이라는 원리는 어떤것인지 알려주세요
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.하이젠베르크의 불확정성 원리는 미시 셰게에서 관찰되는 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확하게 알수 없다는 의미로서 양자역학에서 아주 중요한 역할을 하는 개념이며 측정의 한계를 이야기하는 것이지요. 입자의 위치를 정확하게 측정하려 하면 할수록 운동량을 정확하게 알수 없게 된다는 것을 의미하고 운동량을 정확하게 측정하면 위치를 알기 어렵게 된다느 ㄴ것을 의미하게 합니다. 우리는 이러한것을 일상생활에서는 정확하게 알순 없지만 전자혐니경이나 양자 점프와 전자궤도, 레이저 간섭 실험 등을 통해서 확인할수 있으며 이러한것들은 실험을 통해 명확하게 파악된 사실입니다. 불확정성의 원리는 양자 세계에서 관측자의 한계를 의미하며 우리가 아무리 정밀한 기기를 사용하더라도 입자의 모든 특성을 동시에 완벽하게 측정하는 것은 불가능 하다는 것을 이야기 하게 합니다.
지구과학·천문우주
Q. 양자 얽힘 현상은 어떻게 발생하나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.양자 얽힘은 두 입자 또는 다수의 입자가 특정 조건에서 서로 상호작용하면서 나타낙네 되는데 두 입자가 서로 가까운 거리에서 상호작용하거나 물리적 과정을 거치면서 얽힘 상태가 형성되게 되는데 빛의 입자 두개가 특정한 방출 과정에서 동시에 생성되면서 두입자는 서로 얽혀진 상태로 형성되게 되는것이며 얽힘상태가 형성되면 두 입자는 각자의 상태가 독립적이지 않고 하나의 상태가 다른 입자의 상태와 밀접하게 연결된 상태가 되어 관측되기전까지 유지되어 두 입자가 어떤 거리만큼 떨어져 있어도 이 연결이 유지된다고 보는거싱지요. 얽힌 두 입자 중 하나의 상태를 측정하면 다른 입자의 상태도 즉시 결정되며 두 입자가 매우 먼 거리 떨어져 있떠라도 순간적으로 나타난다고 보고 있습니다. 양자 얽힘은 양자정보과학의 핵심 개념중 하나로서 활용한 다양한 기술들을 연구하며 양자 암호, 양자 텔레포테이션 등의 관계를 가지게 합니다. 또한 양자얽힘은 양자 컴퓨터에서 매우 중요한 역할을하게 되며 양자 컴퓨터가 큐비트 단위를 사용하는데 이 양자 얽힘을 통해 여러개의 큐비트가 서로 밀접하게 연결되어 특정한 연산을 동시에 처리하게 하는 매우 빠른 해결을 하게 해주는 과정을 거치게 되는것이지요 이 과정을 통해 소인수분해나 암호해독 분자 시뮬레이션 등의 문제들을 빠르게 해결하게 되는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 슈뢰딩거의 고양이 역설은 어떤 내용인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.밀폐된 상자안에 고양이가 있고 상자 안에서 방사성 원소가 하나 포함되어 50%의 확률로 1시간 이내에 붕괴하게 된다면 이를 감지하는 장치에 의해 독가스가 방출되고 고양이는 죽게 되지만 반대의 경우 살게 되는것처럼 고양이는 상자 안에 있고 외부에서는 상자의 내부를 관찰할수 없게 된다면 양자역학에서는 중첩원리로 인해 방사성 원소는 측정되기 전까지 붕괴와 비붕괴 상태가 동시에 중첩되고 고양이는 죽은상태이면서 동시에 살아있느 ㄴ상태가 된다는 것이지요.이는 우리의 일상 경험에서 어떤 개체가 동시에 죽어있꼬 살아있을수 없는 일상생활의 경험을 떠올리면 난해한 내용이기도 합니다. 이를 해석하는 것은 여러가지로 나뉘는데 코펜하겐 해석에 따르면 양자 상태의 중첩은 측정이 이루어지는 순간에 특정 상태로 결정하게 되어 상자를 열고 고양이를 관찰하는 순간 고양이는 죽음과 생존중 하나의 상태로 수렴하게 된다고 이야기 하고 있으며 휴에버렛은 모든 가능한 양자 상태가 서로 다른 세계로 나뉘면서 고양이가 살아있느 ㄴ세계와 죽어있느 ㅅ네계가 각각 독립적으로 존재하며 관찰자가 어떤 한 상태를 경험할 뿐이라고 주장하는 것이지요. 이외에도 여러가지 해석 방법이 있습니다~!
지구과학·천문우주
Q. 우주의 끝은 실제로 존재하는지???
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.우주의 끝에 대해서는 아직까지 밝혀지지 않은 숙제와도 같습니다. 우즈ㅜ의 끝에 대한 개념 정의조차도 철학적으로 그리고 과학적으로 불분명하기도 하지요. 우주는 우리가 알고 있는 3차원의 공간과 시간으로 이루어진 4차원의 시공간 개념을 이해해야 하며 일상적으로 생각하는 끝이나 경계가 아니라 무한히 팽창하고 있는 경계가 없는 공간이라고 합니다. 빅뱅이론에 따르면 138억년 전 빅뱅에 의해 우주는 시작하였고 지금도 시간이 지남에 따라서 계속 가속팽창하고 있다고 알려져 있습니다. 우주의 끝을 이야기할때는 여러가지의 가설이 존재하며 유한하지만 경계가 없는 우주, 무한한 우주,관측가능한 우주와 실제 우주 로 크게 나누어서 생각하게 됩니다. 우주는 어찌됐껀 아직가지 무한히 계속해서 멀어지고 있음을 이야기하며 우주가 계속해서 무한히 확장된다는 것은 공간자체의 확장을 의미하고 우주가 무한히 팽창하느 ㄴ한 우리가 생각하는 끝이라는 개념이 의미가 없는 것으로 다가오게 되는것이지요. 그렇기에 최근에는 멀티버스와 같은 다중우주 개념도 제시되고 있답니다~