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Date 2008/08/16 22:20:53
Name 공유
Subject 아직 풀리지 않은 물리 관련 문제들
예전에 여러 사이트에 남겼는데 답변을 못받은 질문들입니다.



1.  원자에  비해  원자사이의  공간이  엄청나게  넓어서  허공과  같은데 그  원자조차도  사실  더  쪼개져서  파동으로  밝혀졌다고  들었습니다. 그런데  그  파동도  더  쪼개졌는지  궁금합니다. 그리고  그럼에도  사람  눈에  세상이  보이는  이유는  뭘까요. 눈은  원자도  보지  못하는데 원자 사이의 공간이 심하다고 하는데 말이죠.. 사람의  의식때문에 보는 것인지요...







2.  원자사이의  공간이  꽉  차있다네요?      

<이하 퍼온글>

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흔히  우주론에  심취한  사람들의  착각은  우리의  몸은  원자로  이루어져  있고,  그  원자는  핵이  있으며  전자가  그  핵  주위를  돈다.  그리고  전자와  핵  사이에는  텅  빈  공간이  존재한다.라고  가정합니다.  그러니  결국  우리가  주변에서  경험하는  단단함이라는  것은  환상에  불과하게  된다.는  논리가  됩니다.  그런  이론에서  보면  나도  공이고  벽도  공이니  내가  달려가서  벽을  통과할  수  있지  않겠냐는  생각도  할  수  있겠지요.  실제로  그런  사람이  있었는데.......결국  자기만  부딪쳐  다치기만  했던  일화도  있습니다.   그  원자  모형은  더  나아가  태양계와  유사한  형태라는  생각을  하게  되고  은하계나  우주까지도  그런  원자  모형과  유사한  것으로  견주어  사고를  합니다.  그러니  우주의  축소판이  원자요  그  원자의  집합체가  또한  사람이니  사람이  우주와  다를게  뭐가  있는가?  우주도  공이요  원자도  공이다.  그래서  색불이공  공불이색...공즉시색을  우주에  빗대어  생각을  하게  되는  것입니다. 한두  개의  전자가  태양  주위를  돌고  있는  생성들처럼  핵  주변을  날아다닌다는  이런  원자  이미지는  1904년  나가오카  한타로라는  일본  물리학자가  머리를  써서  고안한  것일  뿐이라고  합니다.  완전  엉터리지만  아직까지도  대부분  사람들이  믿게  되는  웃지못할  사실인  것입니다. 전자들은  궤도를  돌고  있는  행성들과는  전혀  비슷하지도  않고,  오히려  회전하는  선풍기  날개처럼  모든  공간을  빈틈없이  채워준다는  것입니다.  (선풍기의  날개는  빠른  회전때문에  모든  곳에  있는  것처럼  보일  뿐이지만,  전자들은  실제로  모든  곳에  있다는  점은  선풍기와  또  차이가  있다.)  원자의  세계는  단순히  우리가  알고  있는  세상과  다를  뿐  아니라  우리가  상상할  수  있는  어떤  것과도  다르다고  합니다.  그래서  물리학자들도  익숙하기  어렵고  신비롭게  느낀다고  하는거죠.
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어느  분이  위와  같은  글을  남기셨던데..  원자간의  공간이  엄청나게  넓다는게  정설아닌가요??




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펩시보다콬
08/08/16 22:32
수정 아이콘
원자 사이즈 세계에서는 전자나 핵이 우리가 생각하는 당구공 같은 개념이 아닙니다.
08/08/16 22:39
수정 아이콘
자세한 설명 부탁드립니다. 되도록이면 누구나 이해하기 쉬운 용어로요.
펩시보다콬
08/08/16 22:47
수정 아이콘
책을 통해서 공부하시는게 제일 좋습니다.
제가 아는 범위 안에서 설명하자면 쿼크의 결합에 따라 입자의 종류가 결정됩니다.
이 쿼크를 무엇이 이루고 있냐? 라는 질문에 대답하기 위해서 나온 것이 초끈이론이구요.
태양계 모델 처럼 전자가 핵 주위를 도는게 아니라 확률분포로 전자의 실채가 퍼져있습니다.

http://en.wikipedia.org/wiki/Subatomic_particle 참조하세요~
survivor
08/08/16 22:51
수정 아이콘
1번은 초끈이론 같은데 초끈이 더 쪼개졌다는 건 책에서 본적이 없는것 같습니다. 제가 물리 최전선에 서 있는 사람이라 장담할수 없군요. 그리고 눈에 보이는 세계는 거시세계가 아닌가요? 아직까지 물리이론으로는 거시세계와 미시세계를 연결하지 못한다고 알고 있는데요. 원자수준의 미시세계 수준으로 눈에 보이는 기작을 설명하기는 무리이지 싶습니다.

2번글은 핵주위에 전자가 돌고 전자구름과 오비탈개념을 설명하기 위한 글이지 싶습니다.

두 질문 다 유명 물리이론 서적을 읽어보시면 이해가 될만한 내용이네요. '엘러건트유니버스'와 '우주의구조' 읽어보시면 될듯......둘 다 중고등학교 수준의 과학지식이 있어야 재밌게 읽을만 하니 참고하세요.
08/08/16 23:14
수정 아이콘
전자가 빙글빙글 도는건 러더퍼드의 모형아니었던가요? 보어였던가...
그리고 현재 '원자'라고 하면 상징적으로 그와같은 그림(핵 주위를 전자 몇개가 도는 듯한)을 사용하긴 하지만 현재는 전자구름모형을 쓰고 있어서, s, p, d 와 같은 명칭이 붙은 오비탈(궤도)을 써서 핵주위의 전자분포를 확률적으로 도시해서 사용합니다.
물리쪽이 아니라 양자역학은 양념만 맛봐서 잘 모르겠지만 양자역학쪽 서적을 찾아보시면 될지도 모르겠군요. 단, 입문할때 읽어볼만한 책을 고르셔야 겠죠. 한국어로 뭐라고 할지 모르겠지만 개론서라거나?

빈공간이 있음에도, 그리고 그것이 원자핵과 전자에 비해서 크다고는 하지만 상식적으로 판단했을때 원자들의 결합방식을 제외하고서라도 무수히 많은 원자가 모여 하나의 물질이 이루어지므로, 충분히 보일 수 있다고 봅니다.
그리고 여기서 보인다는 말은 가시영역중의 어떠한 파장대가 흡수되고 반사되는가에 따른 현상인데, 이에 대한 연구결과가 제대로 나와있는가에 대해선 잘 모르겠군요. 다만 초분자등의 경우를 보더라도 원자세계에서의 일은 그대로 거대화시켜서 생각하기엔 많은 무리가 있다는걸 염두에 두시면 되겠습니다.
08/08/16 23:41
수정 아이콘
http://en.wikipedia.org/wiki/Subatomic_particle 는 방문해보니 영문 사이트군요. -_-;

아무튼 과학사이트에서는 답변을 못받았었는데 여러 말씀들 감사합니다.
전자구름그림을 검색해보니, 궤도를 전자가 아주 빠르게 순간이동 하고 있다는 것도 물질이 눈에 보이는 이유에 한몫을 할 것 같습니다.
펩시보다콬
08/08/16 23:57
수정 아이콘
survivor님이 추천 하신 책이 좋아요.

'조지 가모브 물리열차를타다' 이 책도 좋아요. 읽어보세요
08/08/17 00:19
수정 아이콘
예.. 혹시 도서관이나 서점에 가게 되면 볼 수 있겠네요.

그런데 Ublisto님이 말하신, 원자핵이 여러개가 모여서 눈에 보일 수 있다는 말씀은 쉽게 이해가 안됩니다.
원자와 원자사이의 공간은, 축구장이나 야구장에 동전1개가 놓여있는 이상의 비율이라고 합니다. 은하계를 보면 행성과 행성 사이에 공간이 있지만 멀리서 보면 한공간의 눈에 보일정도의 일정 부피를 행성이 자리잡고 있기 때문에 눈에 행성들이 보입니다. 그런데 원자 사이의 공간은 행성 사이의 공간보다 비교가 힘들정도로 넓기 때문에 많은 원자가 모인다고 해도 그 공간을 매꿀 수 있지는 못할 것 같습니다.
08/08/17 00:35
수정 아이콘
뭐 그렇긴 합니다만 애초에 전자의 에너지 흡수라던가 가시광선의 흡수 메커니즘은 고려하지 않고 상정해본거라서요..다만 안개가 자욱히 끼면 조금 멀리보게되면 안보이게되는것처럼 3차원공간에 차있는 원자핵들을(설사 그 사이는 본래의 원자핵보다 더욱 간격이 넓다고 하더라도) 평면상에서 바라보게 되면 충분히 보이게되지 않을까 하는 가정이었습니다. 아보가드로수가 6.24x10^23인데 이게 1mol만큼의 개수가 되는데..애초에 머리로만 상상하기엔 힘든 숫자긴 하지만 개인적으로는 단순히 거시적으로 생각해보아도 보일법하지 않나 싶네요..확신하는것은 아닙니다. 본디 그런식으로 물질이 보이게 되는것도 아니겠구요.
08/08/17 00:55
수정 아이콘
원자 사이 공간은 99.99% 이상이라고 하는데, Ublisto님 말씀도 일리가 있는 것 같습니다. 과학지식이 많지 않아서 전문 용어들 이해까지 곁들여서 하다보니 머리가 좀 복잡해지네요. :)
adolescent
08/08/17 14:19
수정 아이콘
빛을 너무 과신하시는군요.
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