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2012년, 유럽입자물리연구소(CERN)의 거대 강입자 충돌기(LHC)는 현대 물리학의 표준 모형을 완성하는 마지막 퍼즐 조각인 힉스 입자(Higgs boson)를 발견하며 인류 지성사에 한 획을 그었습니다. 이 위대한 성공은 하나의 시대를 마무리함과 동시에, 더 심오한 질문들의 시대를 열었습니다. 발견된 힉스 입자는 과연 표준 모형이 예측한 것과 완벽히 같은 입자인가? 그 성질 너머에는 어떤 새로운 물리가 숨어 있는가? 우주의 95%를 … 더 읽기
서론: 20세기 과학 혁명의 중요성 20세기는 인류 역사상 가장 급진적이고 폭발적인 과학 기술 발전을 이룩한 시기입니다. 불과 100년이라는 짧은 시간 동안 우리는 우주의 근원을 탐구하고, 생명의 비밀을 밝혀내며, 정보의 흐름을 완전히 바꿔 놓았습니다. 이 시기의 과학 혁명은 단순히 학문적 진보를 넘어, 인류의 삶의 방식, 사고방식, 그리고 세상을 이해하는 방식 자체를 근본적으로 변화시켰습니다. 빛의 속도에 대한 … 더 읽기
서론: LHC, 왜 인류는 거대한 가속기를 만들었을까? 우리가 살고 있는 우주는 어떻게 시작되었을까요? 그리고 우주를 구성하는 가장 기본적인 요소들은 무엇일까요? 이 질문들은 인류가 오랫동안 품어온 근원적인 의문입니다. 21세기 과학자들은 이 질문에 답하기 위해 지구상에서 가장 크고 복잡한 과학 실험 장치인 CERN(유럽 입자 물리 연구소)의 대형 강입자 가속기(LHC)를 만들었습니다. LHC는 단순한 기계가 아니라, 우주 탄생의 순간을 … 더 읽기
우리는 눈에 보이는 모든 것이 원자로 이루어져 있다고 배웠습니다. 하지만 이 원자 역시 더 작은 입자들로 구성되어 있죠. 그렇다면 우주를 이루는 가장 근본적인 단위는 무엇일까요? 이 질문에 대한 현재 인류의 가장 정교한 답이 바로 표준모형(Standard Model)입니다. 표준모형은 우주를 구성하는 기본 입자들과 이들 사이의 세 가지 기본 힘(강력, 약력, 전자기력)을 설명하는 이론 체계입니다. 표준모형이란 무엇인가? 표준모형은 … 더 읽기
서론: 우주를 이해하는 두 개의 위대한 이론 20세기 물리학은 인류가 우주를 이해하는 방식을 근본적으로 바꾸어 놓았습니다. 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성이론은 거시적인 우주의 중력과 시공간의 본질을 설명하며 혁명적인 통찰을 제공했고, 동시에 양자 역학은 원자보다 작은 미시 세계의 입자들과 그 상호작용을 경이롭게 기술했습니다. 각각의 이론은 해당 영역에서 놀라운 성공을 거두며 현대 기술 발전의 토대가 되었지만, 이 두 … 더 읽기
서론: 물리학, 세상을 이해하는 거대한 이야기 인류는 언제나 세상을 이해하고 그 작동 방식을 파악하려는 깊은 열망을 가져왔습니다. 고대 철학자들의 사변적인 논의에서 시작된 자연 현상에 대한 탐구는, 아이작 뉴턴이라는 거인의 어깨 위에서 비로소 ‘물리학’이라는 엄밀한 학문으로 자리 잡았습니다. 뉴턴의 시대는 모든 것이 예측 가능하고 명확한 기계론적 우주관을 제시했지만, 20세기에 들어서며 미시 세계의 기묘함과 거시 세계의 극한 … 더 읽기
우리는 밤하늘의 은하에서부터 원자 속 작은 입자에 이르기까지, 경이롭고 신비로운 우주를 탐구하고 있습니다. 이러한 우주의 근본 원리를 설명하는 것이 바로 현대물리학입니다. 현대물리학은 크게 세 가지 기둥, 즉 중력, 양자역학, 우주론으로 이루어져 있으며, 이들은 각기 다른 스케일에서 우주를 설명하면서도 궁극적으로는 서로 연결되어 우주의 큰 그림을 완성하려 합니다. 현대물리학의 세 가지 기둥 1. 거시 세계의 지배자: 중력과 … 더 읽기
서론: 원자 모델의 여정, 고전에서 양자로 고대 그리스의 데모크리토스부터 19세기 돌턴의 원자설까지, 인류는 오랫동안 물질의 근원인 원자에 대한 이해를 갈구해왔습니다. 20세기 초, 톰슨의 ‘푸딩 모델’과 러더퍼드의 ‘행성 모델’은 원자의 내부 구조를 밝히는 데 중요한 기여를 했죠. 하지만 이 고전적인 모델들은 원자의 안정성이나 특정 스펙트럼 방출과 같은 현상을 설명하는 데 한계를 보였습니다. 이러한 고전 물리학의 난제를 … 더 읽기
서문: 고전 물리학의 위기, 새로운 물리학의 필요성 19세기 말, 물리학자들은 자신들이 곧 모든 자연 현상을 설명할 수 있을 것이라는 자신감에 차 있었습니다. 뉴턴의 역학, 맥스웰의 전자기학은 우주의 움직임을 완벽하게 설명하는 듯 보였죠. 하지만 몇몇 작은 ‘구름’들이 이 완벽해 보이는 하늘에 드리워져 있었습니다. 바로 고전 물리학으로는 설명이 불가능했던 현상들이었죠. 19세기 말, 물리학을 뒤흔든 미스터리들 당시 물리학자들을 … 더 읽기
디스크립션: 주제 소개 상대성이론은 물리학에서 가장 유명하면서도 가장 오해가 많은 이론 중 하나입니다. 중고등학생들에게도 점점 필수 지식으로 자리 잡고 있는 만큼, 이 글에서는 아인슈타인의 특수 및 일반 상대성이론을 최대한 쉽게, 그리고 직관적으로 이해할 수 있도록 정리해 보았습니다. 빛의 속도, 시간지연 현상, 시공간의 개념을 중심으로 설명합니다. 빛의 속도는 절대값이다 아인슈타인의 특수상대성이론에서 출발점은 바로 빛의 속도는 항상 … 더 읽기