어제 밤 에 예약 을 미리 한 덕분 에 인터 스텔라 가 나오 자마자 볼 수 있 었 던 오징어 입니다 . 영화 게 도 인터 스텔라 로 핫 하 네요 ~ 물론 아무 지식 도 없이 봐도 즐겁 지마는 , 알 고 보 면 더 몰입 하 고 즐길 수 있 겠 다 라는 생각 에 물리학 을 아주 잘 아 는 건 아니 지만 . .. 개인 적 으로 도 정리 할 겸 스 포 를 하 지 않 는 선 에서 인터 스텔라 를 더 재밌 게 보 기 위한 배경 지식 몇 가지 를 간단 하 게 요약 해 봤 습니다 . 도움 이 되 셨 으면 합니다 . .^^ 아래 는 인터 스텔라 에서 주로 나오 는 키워드 이 며 , 영화 에서 보여 지 는 것 안 에서 만 간단 하 게 설명 해 보 도록 하 겠 습니다 . 중력 , 중력 스윙 , 시간 의 왜곡 , 상대 성 이론 , 입자 가 속기 , 블랙홀 과 사건 지평선 , 웜홀 , n 차원 , 양자 데이터 1 . 중력 " 너무 오래 우주선 에 있 다가 나오 니 힘들 어 ? "" 이 행성 의 중력 은 너무 강해서 힘들 군 " 중력 이란 아주 아주 . . 간단히 말 하 면 서로 끌어당기 는 힘 이 며 , 질량 에 따라 그 힘 이 증가 합니다 . 우리 가 지구 에 잘 붙 어 있 는 이유 는 지구 의 질량 이 충분히 크 기 때문 이 며 , 지구 의 중심 을 향해 힘 을 받 게 되 지요 . 달 에서 우리 의 체중 을 잰다면 무게 는 지구 에서 보다 더 적 게 나올 것 입니다 . 우리 의 체중 이란 사실 질량 x 지구 의 중력 가속 도 이 기 때문 이 지요 . 반면 에 지구 보다 훨씬 더 무거운 행성 에서 무게 를 재 면 무게 가 훨씬 더 나가 게 되 고 움직이 는 데 힘 이 듭니다 . 머리 위 에 아령 몇 개 를 더 얹 고 걷 는다고 생각 하 면 쉬울 것 같 습니다 . 중력 의 영향 을 받 지 않 는 무중력 상태 에서 는 우리 의 몸 이 수직 으로 힘 을 받 지 않 기 때문 에 지구 에 적응 해 있 는 뼈 와 근육 조직 이 느슨 해집니다 . 따라서 근력 이 약화 되 지요 . 우주 에서 장기간 있 어서 근력 이 약화 된 비행사 들 이 지구 에 오 면 걷 기 힘들 어 하 는 이유 가 이러 한 이유 입니다 . " 가까이 다가가 면 빨려 들어가 고 말 거 야 "" 저 행성 이 미치 는 중력 의 범위 에 들어가 면 많 은 연료 가 낭비 돼 " 질량 에 따라 중력 이 미치 는 범위 는 증가 하 며 , 주변 공간 을 왜곡 시키 게 됩니다 . 달 이 지구 주변 을 계속 해서 돌 수 있 는 이유 는 중력 으로 인해 공간 자체 가 휘어졌 기 때문 에 , 달 은 그 원 의 궤도 를 돌 수 밖 에 없 는 것 입니다 . 사실 중력 을 포함 한 모든 종류 의 힘 은 일종 의 장 ( Field ) 을 형성 합니다 . 중력 의 아버지 라 불리 는 뉴턴 조차 이 생각 은 하 지 못했 습니다 . 단언 컨데 , 지식 적 으로 여러분 은 뉴턴 을 이미 뛰어넘 은 상황 입니다 . 일례 로 막대자석 은 전자기력 에 의해 매개 되 는데 , 철 가루 를 뿌리 면 전자기력 에 의해서 생기 는 장 을 눈 으로 볼 수 있 습니다 . 중력 은 눈 으로 볼 수 없 을 뿐 이 죠 . 지구 라고 해서 예외 는 없 습니다 . 지구 는 무게 가 훨씬 더 무거운 태양 이 만든 공간 의 휘어짐 으로 인해 에너지 를 최소 화 하 는 곡면 을 그리 며 태양 주위 를 돌 게 되 는 것 이 죠 . 이러 한 개념 은 사실 꽤 최근 에 야 나온 개념 입니다 . 네 . . 바로 아인슈타인 입니다 . 아인슈타인 은 중력 을 ' 질량 으로부터 공간 이 왜곡 되 면서 나타나 는 현상 ' 이 라고 재정 의 합니다 . 때문 에 이 행성 의 중력 으로 인해 공간 이 왜곡 된 중력장 이 미치 는 범위 로 들어가 게 되 면 그 힘 에 벗어나 기 위해 더 많 은 힘 이 필요 하 게 됩니다 . 2 . 중력 스윙 ( Gravitational Sling ) " 중력 스윙 을 이용 해서 이 별 에 가 면 연료 를 절약 할 수 있 어 " 중력 스윙 은 실제로 나사 가 탐사선 을 최대한 멀리 보내 기 위해 사용 한 방법 입니다 . 중력 스윙 은 시간 에 따른 행성 의 위치 를 파악 한 후 , 일부러 행성 근처 의 중력 범위 에 들어가 서 추진력 을 얻 는 방식 입니다 . 옆 을 살짝 비켜 나가 는 것 이 포인트 이 며 벡터 를 배우 셨 다면 아주 쉽 게 이해 하 실 수 있 을 겁니다 . 100 % 정확 하 진 않 지만 놀이터 에서 뺑글뺑글 도 는 기구 에 타 있 다가 순간 적 으로 손 을 놓 으면 밖 으로 튕겨져 나가 는 원리 하 고 얼추 비슷 하 다고 생각 하 시 면 됩니다 . ^^ 3 . 시간 의 왜곡 " 이 행성 에서 의 시간 은 지구 의 시간 과 달라 " 근본 적 으로 중력 에 의한 공간 의 왜곡 은 시간 의 왜곡 도 가져오 게 됩니다 . 이 는 상대 성 이론 에 의한 것 인데 이 는 검색 만 해 보 아도 많이 알 수 있 기 에 , 간략 하 게 만 써 보 도록 하 겠 습니다 . 아인슈타인 은 중력 뿐 만 아니 라 모든 종류 의 가속 운동 에 대해 공간 이 휘 어 진다는 사실 을 알아냈으며 , 이 에 관해 민코프스키 라는 사람 은 이렇게 말 합니다 . " 이제 시간 과 공간 의 독자 적 인 개념 은 별다른 의미 가 없 다 . 그 대신 , 시간 과 공간 이 하나 로 통합 된 시공간 의 개념 이 그 자리 를 대신 할 것 이 다 . " 공간 은 중력 을 포함 한 가속 운동 에 의해 휘어지 는 성질 을 갖 고 있 으며 , 시간 또한 마찬가지 로 휘어질 수 있 습니다 . ( 시간 과 공간 은 서로 연결 되 어 있 기 때문 입니다 . ) 휘어진 시공간 자체 가 중력 을 의미 하 는 것 이 고 , 중력 자체 가 휘어진 시공간 을 의미 하 는 것 이 지요 . 태양 처럼 별 볼일 없 는 ( 우주 적 으로 봤 을 때 ) 별 의 근처 에서 는 시간지연 효과 가 태양 근처 에 있 지 않 은 사람 과 0 . 0002 % 밖 에 차이 나지 않 습니다 . 하지만 질량 이 태양 보다 엄청나 게 크 다면 중력 은 그만큼 더 클 것 이 고 , 그 별 에 더 가까이 다가갈수록 받 는 중력 또한 커지 게 되 어 중력 을 받 지 않 는 시 공간 에 있 는 대상 과 의 시간 차 는 더 벌어집니다 . 중력 이 강할수록 시공간 은 더 강하 게 휘어지 고 , 시간 은 더 천천히 흘러갑니다 . ( 시간 팽창 , 시간 지연 ) 4 . 상대 성 이론 " 상대 성 이론 에 의하 면 . .."" 내 딸 은 . ..." 너무나 유명 한 이론 이 지만 이 이론 이 나온 배경 과 과정 은 설명 이 다소 지루 해질 것 같 아 한 마디 로 단순 하 게 말 한다면 , 시간 과 공간 은 서로 독립 적 이 아니 며 , 결합 되 어 시공간 을 형성 한다는 이론 이 라는 것 만 여기 서 알 고 계시 면 될 것 같 습니다 . 5 . 입자 가속기 " 이 구조 를 잘 보 게나 . 아직 도 모르 겠 나 ? " 입자 가속기 란 , 하나 의 입자 ( 주로 양성자 ) 를 특정 한 방법 을 통해 계속 가속 시키 는 장치 를 말 하 며 , 유럽 에 있 는 LHC ( Large Hardron Collider ) 가 최근 완공 되 어 힉스 입자 의 존재 를 검증 하 는 쾌거 를 이룩 하 기 도 했 습니다 . 강력 한 입자 가속기 는 그 크기 가 왠만 한 도시 는 그냥 둘러싸 는 정도 의 원 크기 를 가지 기 때문 에 엄청난 돈 이 들어갑니다 . 가속 된 입자 를 충돌 시키 면 내부 구성 물 이 튀어나오 게 되 고 , 충돌 패턴 분석 을 통해 물질 은 무엇 으로 구성 되 어 있 는지 를 파악 할 수 있 는 것 이 죠 . ( 현대 물리학 의 산 증인 이 라 불리 는 파인 만 은 과학 의 진보 를 위해 미 의회 에 커다란 입자 가 속기 건설 을 제안 했 지만 비용 과 안전 의 문제 로 퇴짜 를 맞 습니다 . ..) 이 를 이용 해서 검증 하 고 만든 것 이 현대 입자 물리학 의 표준 모델 입니다 . 입자 를 엄청나 게 가속 하 면 그 가속도 로 인해 공간 이 휠 테 고 , 어느 정도 휘 느냐는 그 가속도 에 달린 것 이 겠 죠 . 실제로 입자 가 속기 로 인해 블랙홀 이 생길 수 도 있 다는 우려 가 제기 되 기 도 했으나 , 우리 기술력 은 아직 이 수준 의 발끝 에 도 미치 지 못합니다 . 왜 영화 에서 입자 가 속기 얘기 가 나왔 는지 는 영화 를 보 시 고 나 면 이해 하 실 수 있 을 거 에요 . 위 의 사진 은 입자 가 속기 의 크기 입니다 . 크기 가 짐작 이 가 시 나요 . .^^?? 6 . 블랙홀 과 사건 지평선 " 저 행성 옆 에 는 거대 한 블랙홀 이 있 어 "" 방법 이 하 나 있 긴 하 지 . .." 사실 전 이걸 보 려고 간 거 나 마찬가지 입니다 . 인터 스텔라 를 제작 할 때 , 중력 최고 의 권위자 가 개입 하 여 공동 작업 을 했 다고 하 더군요 . 실제 블랙홀 의 모습 과 거의 동일 할 것 이 라고 합니다 . 영화 에서 배우 들 은 블랙홀 이 라는 단어 를 사용 하 지 않 고 , 자막 에서 만 블랙홀 이 라고 말 하 고 있 는데요 . 사실 블랙홀 은 생각 보다 그렇게 검지 가 않 습니다 . . ㅎㅎ 블랙 홀 이란 ' 그 지점 에서부터 먼 거리 까지 탈출 할 수 없 는 사건 들 의 집합 ' 이 라고 스티븐 호킹 은 정의 합니다 . 이 는 중력 하 고 도 연관 이 있 는데요 . 질량 이 엄청나 게 큰 별 이 ( 약 태양 의 20 배 ) 폭발 을 일으키 면 밀도 가 무지하 게 높 으며 질량 도 무지막지 하 게 큰 별 이 됩니다 . 질량 이 무지막지 하 게 크 면 시공간 이 왜곡 되 며 , 그 빠르 다는 빛 조차 탈출 하 기 가 힘들 어 집니다 . 그렇 다고 해서 주변 의 모든 걸 빨아들이 는 진공청소기 는 아니 고 , 사실 빛나 지 않 는 질량 이 큰 별 이 라고 보 시 면 됩니다 . 빛 이 진입 할 시 탈출 불가 / 탈출 가능 의 경계 가 바로 사건 지평선 입니다 . 아직 인류 의 지식 은 사건 지평선 너머 에 뭐 가 있 고 , 어떤 일 이 일어나 는지 알 지 못하 고 있 습니다 . 다만 중력 의 거대 한 시공 왜곡 으로 인해 사건 지평선 내부 를 영원히 들여다 보 지 못한 채 , 갇혀 버린다는 주장 이 힘 을 얻 고 있 으며 , 사건 지평선 에 들어가 면 몇 cm 의 차이 가 굉장 한 중력 차이 를 만들 어 내 기 때문 에 몸 이 스파게티 처럼 늘어나 보일 것 이 라는 추측 도 있 습니다 . 위 그림 은 인터넷 에서 흔히 볼 수 있 는 블랙홀 의 예상 모습 입니다 . 위아래 ( 사실 우주 에서 위아래 의 개념 은 없 습니다 . 극점 이 라고 도 합니다 ) 에서 X 선 제트 가 뿜 어 져 나오 는 걸로 흔히 묘사 가 되 는데요 . 좌우 를 휘몰아치 고 있 는 건 강착 원반 이 라 합니다 . 빛 의 속도 에 가깝 게 회전 합니다 . 영화 에서 표현 한 블랙홀 의 모습 과 비교 해 보 시 는 것 도 관전 포인트 입니다 ^^ 왼쪽 위 부터 태양 , 백색 왜성 , 중성자별 이 왜곡 시키 는 공간 의 대략 적 인 예상 입니다 . 블랙홀 이 얼마나 시공 을 왜곡 하 는지 한눈 에 볼 수 있 네요 . 중간 에 쓰여진 Event Horizon 이 바로 사건 지평선 입니다 . 저 너머 에 무엇 이 있 는지 는 아직 아무 도 모릅니다 . 7 . 웜홀 영화 중 반부 에 등장 하 는 단어 가 바로 웜홀 입니다 . 웜홀 에 대한 쉬운 설명 은 영화 도중 에 나오 니 흥미 롭 게 보 시 면 될 것 같 습니다 . 공간 을 찢 어 이어 붙이 는 개념 은 ' 플 롭 변환 ' 혹은 ' 코니 폴드 변환 ' 이 라는 일련 의 과정 을 통해 수학 적 으로 어느 정도 증명 되 었 고 , 아주 허무맹랑 한 얘기 는 아닙니다 . 다만 웜홀 의 벽 은 수초 이내 에 붕괴 되 기 때문 에 통로 로 이용 되 기 어렵 다는 것 이 현재 의 지론 입니다 . ( 폭 1 m 의 웜홀 을 붕괴 되 지 않 게 유지 하 려면 대략 태양 이 10 억 년 동안 만들 어 내 야 하 는 에너지 와 비슷 하 다고 합니다 . ) 웜홀 을 잘 만 이용 한다면 ( 복수 개 의 웜홀 이 필요 합니다 ) , 적어도 이론 상 으로 는 시간 여행 이 가능 합니다 . 8 . n 차원 의 세계 " 그 들 은 5 차원 의 세계 에 살 고 있 어 " 편의 상 자막 으로 5 차원 이 라고 했 던 건지 , 실제 대사 가 그랬 던 건지 는 정확히 기억 이 나 지 않 지만 , 영화 에서 차원 에 대한 얘기 는 생각 보다 많이 나오 는 편 입니다 . 고차원 에 대한 이해 는 영화 에서 간략 하 게 설명 되 니 재밌 게 들으시면 될 것 같 습니다 . 가로 세로 높이 로 표상 되 는 3 차원 의 세계 와 시간 의 축 하나 를 추가 해 4 차원 의 시공간 이 라는 개념 을 아인슈타인 이 확립 했 다면 , 칼 루 자라 는 수학자 는 4 차원 보다 더 많 은 차원 으로 세상 이 구성 되 어 있 다고 주장 했으며 , 이후 에 주류 로 자리 잡 습니다 . 그 이유 는 고차원 의 가능 성 에 대한 이론 이 20 세기 후반 , 상대 성 이론 과 양자 역학 이 라는 두 이론 의 모순 되 는 정면충돌 을 해결 하 고 설명 할 수 있 는 유일무이 한 이론 이 었 기 때문 입니다 . 현재 는 3 차원 의 공간 좌표계 와 , 한 차원 의 시간 좌표 , 그리고 공간 에 숨 은 6 차원 의 ' 칼라비 - 야우 ' 공간 과 ' 중력자 ' 의 존재 를 설명 하 는 멤 브레인 ( Membrane ) 이 라는 한 차원 의 막 공간 이 합쳐진 11 차원 에 대한 논의 가 진행 중 입니다 . 우린 생각 보다 복잡 한 세계 에서 살 고 있 습니다 . 3 차원 의 공간 에 놓인 칼라비 야우 공간 의 대략 적 모습 입니다 . 9 . 양자 데이터 ' 양자 ( Quantum ) ' 라는 단어 는 ' 양자 역학 ' 이 라는 단어 를 통해서 많이 들 어 보 셨 을 것 입니다 . 양자 는 ' 에너지 의 최 소단위 덩어리 ' 를 지칭 하 는 말 이 며 , 사실상 우주 존재 하 는 모든 기본 물질 이 양자 입니다 . 따라서 양자 데이터 는 입자 ( 혹은 에너지 ) 에 관한 모든 정보 를 의미 한다고 보 면 될 것 입니다 . 전 물리 학도 도 아니 고 . . 사실 생명 공학 전공 자 이 기 때문 에 위 내용 이 100 % 정확 하 다고 는 말 할 수 없 지만 , 저 정도 지식 으로 도 충분히 많 은 공감 을 얻 을 수 있 었 고 , 뛰어난 영상 으로 이론 들 을 풀 어 나가 는 걸 지켜보 는 것 만 으로 도 큰 재미 를 느꼈 습니다 . 잘못 된 것 이 있 다면 댓글 로 따끔 하 게 지적 해 주 시 고 . .^^ 저 처럼 일반인 들 은 요 정도 만 알 고 즐기 면 참 좋 겠 다는 생각 에 꽤 긴 시간 동안 적 어 보 았 습니다 ~ 참 . . 영화 를 보 고 나 서 주변 을 쭉 둘러보 니 커플 들 은 주로 실망 을 많이 하 고 . . 남자 들 끼리 온 분 들 은 웃 고 떠들 면서 재밌 었 다고 들 많이 하 시 더군요 . 인터 스텔라 는 혼자 . . 즐기 시 고 썸남 썸녀 와 의 데이트 에 는 비 추천 합니다 . 물론 전 혼자 봤 습니다 . ... 많 은 분 들 이 보 시 고 같이 즐겼으면 하 는 마음 에 영화 게 와 과 게에 동시 에 올려 봅니다 . .^^ 그럼 20000 ( 이미지 는 구글 에서 펐 습니다 ) 공유 하 기 글 요소