끈 이론에서 차원이 11개가나온다는 이유가 궁금합니다.
우리가 살고 있는 차원은 3차원이라고 하는데요. 아직 4차원이 어떤세상인지도 모르는데 끈 이론에서는 11차원이 존재한다고 말을 하는지 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
끈 이론에서 차원이 11개가 나오는 이유는, 이론을 처음 제안한 Ed Witten이 이론을 구성하는 기본 개념 중 하나로 M-이론(M-theory)이라는 것을 제안하면서 나타났습니다. M-이론은 11차원에서 작동하는 이론으로, 끈 이론의 여러 가지 변종들을 통합하는 역할을 합니다.
끈 이론은 기본적으로 우리가 관측하는 4차원 공간과 1차원 시간 외에도 추가적인 차원이 존재한다는 가설을 제시합니다. 하지만 끈 이론을 구성하는 여러 가지 변종들이 이 추가 차원을 어떻게 구성하는지, 그리고 왜 11차원이 되는지에 대한 구체적인 설명은 아직 완전하지 않습니다.
하지만 이론에서 제안된 여러 가지 수학적인 기법들을 통해, 이론이 제시하는 추가 차원들이 작은 공간의 형태로 말려들어 있는 것으로 추론됩니다. 이러한 작은 차원들은 현재 우리가 관측할 수 없는 매우 작은 크기의 공간에 위치하고 있으며, 이 공간에서는 끈 이론에서 제시하는 입자들의 운동이나 상호작용이 일어나게 됩니다.
결론적으로, 끈 이론에서 11차원이 나오는 이유는 M-이론이라는 이론에서 나타난 가설로, 현재는 여러 가지 연구를 통해 그 내용이 계속 발전하고 있습니다
끈 이론은 현대 물리학의 중요한 이론 중 하나이며, 이론의 기본 가정 중 하나는 우리가 경험하는 시공간이 4차원이 아니라 11차원이라는 것입니다. 이 이론은 물리학의 미시세계에 대한 설명을 제공하며, 질량, 전하, 그리고 다른 기본적인 물리적 특성들을 설명하는 것을 목표로 합니다.
이론에서 끈은 1차원의 고리로 표현되며, 이러한 끈들이 공간 속에서 움직이며 서로 간의 상호작용을 하는 것으로 설명됩니다. 이러한 끈의 운동이나 상호작용은 우리가 경험하는 4차원 시공간이 아닌 11차원 공간에서 일어나며, 이 공간의 나머지 차원들은 우리가 직접 경험할 수 없는 공간으로 가정됩니다.
끈 이론은 아직 실험적으로 검증되지 않은 새로운 이론이지만, 다른 물리학 이론들과의 융합과 함께 우주의 기초적인 구조에 대한 이해를 증진시키고, 우주의 기초적인 질문에 대한 대답을 제공하는 것을 목표로 하고 있습니다.
안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
끈 이론은 현대 이론 물리학에서 중요한 역할을 하는 이론 중 하나로, 우주의 기본 구성 요소를 설명하는 이론입니다. 이론의 이름은 이론의 기본 개념 중 하나인 "끈"에서 따온 것입니다.
끈 이론에서 차원이 11개가 나오는 이유는 여러 가지가 있지만, 가장 대표적인 이유 중 하나는 다음과 같습니다.
우리가 경험하는 우주는 4차원(시간+공간)이지만, 끈 이론에서는 추가적인 6차원의 공간이 존재한다고 가정합니다. 이 공간은 아주 작은 크기의 차원으로, 직접적으로 경험할 수 없지만 끈 이론에서는 이 차원들이 존재한다는 가정을 바탕으로 이론이 발전해 왔습니다.
그러나 이 6차원의 공간은 그 크기가 너무 작아서 우리가 직접적으로 관측할 수 없으며, 이 공간에 대한 직접적인 증거도 없습니다. 이론적으로는 11차원의 공간이 존재할 수도 있지만, 이러한 공간이 존재하는지 여부는 아직까지 실험적인 증거로 입증되지 않았습니다.
결론적으로, 끈 이론에서 차원이 11개가 나오는 이유는 이론이 발전해 온 과정에서의 가정과 수학적 계산에서 비롯된 것이지만, 이러한 가정이나 계산에 대한 직접적인 실험적 증거는 아직 없습니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.끈 이론(선형끈 이론)은 우주의 기본 구성요소를 묘사하는 이론으로, 우주의 모든 것을 이루는 기본 단위로서의 "끈"의 특성을 다루는 이론입니다. 이론에서는 11개의 차원이 존재한다고 가정합니다.
이론에서 가장 잘 알려진 개념 중 하나는 "보조 차원"입니다. 일반적으로 세 가지 공간 차원과 시간 차원이 있지만, 끈 이론에서는 11개의 차원 중 7개의 보조 차원이 존재하며, 이는 우리가 보이지 않는 공간에 존재하는 것으로 간주됩니다.
이러한 보조 차원들은 매우 작은 규모에서만 존재하며, 그 크기는 플랑크 길이보다 작을 수 있습니다. 이것은 끈 이론에서의 보조 차원이 물리적인 크기나 스케일과는 관련이 없다는 것을 의미합니다.
끈 이론에서의 11차원은 보조 차원과 공간과 시간 차원을 모두 포함한 것입니다. 이론에서는 이러한 11차원의 존재가 모든 물리적인 현상을 설명할 수 있을 것이라는 가설을 제시합니다. 그러나 이론이 현재까지 실험적으로 검증되지 않았기 때문에, 여전히 끈 이론의 타당성에 대한 논란이 있습니다.
요약하자면, 끈 이론에서 11차원은 보조 차원과 우리가 알고 있는 공간과 시간 차원을 모두 포함한 것으로, 이론이 모든 물리적 현상을 설명할 수 있다는 가설에 근거하고 있습니다. 그러나 이론이 현재까지 실험적으로 검증되지 않았기 때문에, 여전히 끈 이론의 타당성에 대한 논란이 있습니다.
끈 이론에서 11차원이 존재한다는 이유는 끈 이론이 우주의 기본 구성 요소를 설명하기 위해 사용하는 모델에서 나온 결과입니다. 이 모델에서는 우주의 모든 물질과 힘을 설명하기 위해 11차원의 공간을 필요로 합니다. 그러나 우리가 경험하는 것은 3차원 공간에서 일어나기 때문에, 11차원 공간은 우리가 직접 경험할 수 없는 추상적인 개념입니다. 이론적으로 11차원 공간을 이해하는 것은 어렵지만, 이 모델은 끈 이론의 예측과 우주의 기본 구성 요소에 대한 이해를 높일 수 있습니다.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
차원을 점의 개념으로 보는게 아니고 끈의 개념으로 보기 때문에 나올 수 있는 경우의 수가 많은 것입니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
하필 11차원인가? 증명할 수 있는 방법은?
우리가 살고있는 세상이 '4차원 시공간'이라는 것은 아시죠.
1차원의 선, - 길이
1차원을 수직으로 확장한 2차원의 면, - 면적
2차원을 다시 수직으로 확장한 3차원의 입체, - 체적
이 3차원 까지는 수학과 물리학이 같습니다.
하지만 이 다음 차원에서는 수학과 물리학이 말하는 차원은 달라집니다. 수학은 이론으로 가능한 것이면 모두 생각해 봅니다. 그것이 실제로 존재하지 않더라도 말이죠. 그러나 물리학은 실제하지 않는 것은 다루지 않습니다. 물리학은 실제로 존재하는 자연의 법칙을 찾는 학문이기 때문 입니다.
수학은 위에서와 같은 방식으로 기존의 차원에서 수직으로 확장한 공간을 다음 차원으로 생각합니다. 이렇게 계속 차원을 늘려갈 수 있죠. 이 방식은 인간이 생각하고 계산이 가능하다면 얼마든지 차원을 늘릴 수 있습니다.
이것이 님이 생각하는 차원과 같은 방식의 차원 입니다.
그러나, 물리학에서는 3차원에 다시 하나의 차원으로 시간의 차원을 더해서 '4차원 시공간'이 되죠.
이 '4차원 시공간'이라는 개념은 '민코프스키'라는 사람이 '아인슈타인'의 '상대성 이론'의 시간과 공간을 생각하다가 두개를 합쳐 만들어낸 개념 입니다. 현재 우리가 실제로 살고있는 공간과 같은 차원을 설정한 것 입니다.
그러면, 실제로 우리가 살고있고 쉽게 알 수 있는 '4차원 시공간'이 어떻게 11차원으로 까지 늘어났느냐, 그것은 '통일장 이론'을 만드는 과정에서 생겨났습니다.
'통일장 이론'은 이 우주를 구성하고 있는 모든 힘을 하나의 수식으로 나타낸 것을 말 합니다. 아직 완성된 이론은 아니고 이름만 만들어 놓았습니다.
이 '통일장 이론'을 완성하기 위해 여러가지 수식을 만드는 과정에서 현재의 차원으로는 설명이 되지않아 새로운 차원들을 도입했고, 이 과정에서 여러가지 새로운 이론들이 만들어 졌습니다.
이 과정을 아래 '조용민' 서울대학교 물리학과 교수님의 통일장 이론에 대한 설명으로 대신 합니다.
님의 차원에 대한 의문을 푸는데 도움이 되실겁니다.
현재까지 '초끈 이론', 'M이론', 'F이론'은 모두 수학적 계산에 의해서만 가능한 것들 입니다. 실험으로 증명할 수 있는 방법이 아직은 존재하지 않습니다. 수학을 동원한 이론이기에 실제하는지 알수없는 11차원, 12차원이 생겨났지만, 이론을 증명할 수 없다면 없던 것으로 될 확률도 있습니다.
