Big History 1_'21.FEB

시간과 공간은 빅뱅과 더불어 생겨나는 것이므로 빅뱅 이전의 시간과 공간은 물리적으로 논할 수는 없다.

빅뱅 이전은 과학의 영역이 아니다.

인간의 과학적 사고활동하고는 다른 영역이다. 영혼이나 사후세계를 논하는 것과 같다.

의식은 의식의 너머를 이야기 할 수 있기 때문에 자꾸 과학 이전을 말하는데 

그것은 인간의 속성이지 nature 하고는 관련이 없다.

인간은 의식의 이전을 상상하는 뇌의 특성에 갇혀 있는 것이다.

 

입자물리학자 와인버그, [태초의 3분간]

빅뱅 후 3분만에 헬륨 원자핵(알파입자, particle)이 생겨났고 수소 원자는 빅뱅 38만년 후에 생겨났다.

(방사능의 알파는 원자, 베타는 전자, 감마는 포톤)

우주의 모든 물질은 수소와 헬륨으로 만들어낸다.

주기율표상 92개 중 수소와 헬륨을 제외한 나머지 90개는 수소와 헬륨으로 만들어진 것이다.

핵융합의 결과물 즉 불타고 남은 찌끄레기이다.

빅뱅 이후 3억년 후에 찌끄레기들이 우주에 떠 다니다가 서로 만나서 조금식 커져 별이 된다.

태양은 수소가 2천만년 정도 모여 만들어졌다.

 

눈사람이 커지면 커지는 속도가 점점 더 빨라지는 것을 중력수축이라고 하는데

중심 온도가 천만도가 넘어가고 압력이 높아지면 중심의 양성자들이 빠른 속도로 움직인다.

두 개의 양성자들이 (+) (+)이므로 가까워지면 전자기로 밀어 버린다.

거리가 원자핵만큼 되면 제3의 힘이 출현하는데 그게 핵력이다.

서로 땡겨서 딱 붙어 버린다.

두 개의 양성자가 핵 속에서 붙어 버리는데 별이 타거나 핵발전하는 것과 동일한 원리(핵융합)이다.

양성자 두 개와 양성자 두 개가 붙어서 네 개가 되면 알파 particle이 만들어진다.

그 때부터 별 속에서 여러 원소들을 만들어낸다.

양성자수가 늘어날 수록 주기율표상 원소가 하나씩 늘어난다.

빅뱅으로 원래는 서로 밀어내야 하는데 속도가 너무 빨라서 밀어내는 힘의 백배 정도의 힘으로 당겨버린다.

 

태양은 백억년 정도의 일생을 살텐데 지금 반 정도 살았고 약 30억년 후에는 Red giant가 된다.

부피는 10만배, 질량은 100~200배 까지 증가하고 마지막에는 폭발하는데 그게 supernova이다.

별이 폭발하는데 2~3초 밖에 안 걸린다.

그 폭발에너지의 크기는 천 억개의 별이 한 순간에 내는 에너지의 크기와 같다.

완전히 폭발하고 가운데 코어는 남는다. 코어는 철로 바뀌고 중력수축하여 중성자성이 된다.

우주에 중성자성이 수백개가 있는데 그 중성자성이 더 수축하면 블랙홀이 된다.

태양의 마지막은 중성자성이 아니다. 태양 정도의 질량으로는 중성자성이 안 되고 다이아몬드별이 된다.

이러한 백색외성이 되기 전에 오리온자리성운처럼 외부 가스를 담배연기와 같이 방출한다.

태양은 45억년 전에 질량의 90%가 수소였고 나머지는 헬륨과 실리카(규소)였다.

천만년동안 중력수축(회전)해서 온도가 천만도 올라가서 핵융합이 한 순간에 이루어진다.

그 전에는 열을 방출하는데 그 열이 천만년 타면 다 타버린다.

핵융합에너지로 바뀌는 것은 스타탄생이라고 한다. 그 때부터 별이라고 한다.

이 별을 주계열성이라고 하는데 가벼운 수소는 모여서 태양이 되고 실리카(규소)는 밖으로 먼지처럼 돌아다닌다.

그 먼지들이 모여 행성(지구, 화성, 수성, 금성)이 된다.

 

직경 1,000km의 미행성들 10개가 모여서 지구가 된다.(미행성합체설)

미행성들이 합쳐지면서 녹아서 액체의 구형이 된다. 말랑말랑한 지구에 화성 크기의 행성이 충돌한다(테이아 가설)

정면이 아닌 빗면으로 충돌하여 지구자석과 달이 생겼다.

무거운 철이 합쳐져 핵이 되었다.

지구의 지축은 태양 항도면에 수직으로 생성되었다가 이 충돌로 23.5도 기울어졌다.

이 충돌로 액체가 돌아다니다가 달이 되었는데 초기의 달은 지구와 굉장히 가까웠다 점점 멀어졌다.

금성은 아예 90도 누워 버렸고 천왕성은 정면으로 맞아서 90도 축이 휘어졌다. 행위가 반대로 돈다.

지구가 가장 적당하게 충돌한 것이다.

 

지구는 태양으로부터 1억5천만km (1AU) 떨어져 있는데 물이 액체, 기체, 고체 상태로 존재하는 유일한 행성이다.

목성의 물은 고체 형태인 얼음으로 존재한다.

물은 진공상태에서는 기체, 고체 상태로만 존재한다.

지구 내부의 방사성원소들이 붕괴하면서 에너지를 내는데 내부가 녹은 상태로 유지된다.

외핵은 액체인데 주로 철로 되어 있으며 유동하면서 전기가 발생한다(마그네틱필드)

화성은 22억년전까지 바다가 있었다고 하는데 질량이 적어서 중력이 지구의 10%도 안 되고열을 적게 내기 때문에 빨리 식어서 자기장이 형성되지 않았다.

자기장이 형성되지 않으면 양성자인 태양풍의 자외선이 화성의 바다 물을 쪼개서 수소분자와 산소분자로 분리시킨다.

수소분자는 가벼워서 우주 공간으로 날아가 버리고 산소는 암석에 있는 원소와 결합해서 녹슬어 버리는 것이다.

철이 녹슬면 붉어지는 것처럼 화성이 붉은 것은 이러한 이유 때문이다.

 

지구가 다른 행성과 다르게 유니크한 것은 첫번째 바다가 존재하는 것이고

두번째는 태양계에서 판구조가 명확한 것은 지구 밖에 없다는 것이다.

 

자연을 보는 것은 네가지 hierarchy(계층)로 되어 있다.

뉴톤물리학, 양자역학, 입자물리학이다.

맨 밑의 계층이 뉴톤역학이다. 힘에 관한 것으로 힘을 적분하면 에너지가 된다.

양자역학은 주로 에너지를 다룬다. 에너지를 시간으로 적분하면 작용량이다.

우주에서 가장 큰 물리량은 작용량으로 입자물리학은 작용량, 양자역학 에너지 레벨, 뉴톤물리학은 힘의 역학에서 논다.

우주의 모든 것을 설명하는 것은 에너지가 아니라 에너지 보다 한 수 높은 물리량이다. 작용이 우주의 구조를 결정한다.

우주는 전부 대칭으로 되어 있는데 시간 대칭과 공간 대칭이 있다.

공간대칭을 나타내는 량을 운동량이라고 한다.

시간대칭을 보정 해 주는 대칭축에 해당하는 양이 에너지이다.

에너지와 운동량도 입자물리학으로 넘어가면 전부 작용으로 설명한다.

고전물리학에 프랑크상수를 붙이면 양자역학이 된다.

양자역학의 세계는 작용을 미분해서 나오는 에너지로 설명된다.

뉴톤의 세가지 법칙에서 케플러법칙이 유도되어 나오는데

위에 있는 공식으로 아래 있는 공식이 예외 없이 유도되어 나온다.

양자역학을 하면 고전물리학이 유도되고 입자물리학을 하면 양자역학이 유도되어 나온다.

마지막 입자물리학의 신이 있다면 그건 바로 대칭이다.

대칭이 깨져서 우주가 생겨났다. 네 가지 힘이 생겨났다.

시간과 공간의 대칭 관계를 펼치는 게 상대성이론이고 입자물리학이다.

 

우리 몸은 60조 개의 박테리아로 구성되어 있다. 세포 속에 미토콘드리아가 100개 정도 있다.

세포공생설에