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🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 13편 어젯밤 꿈에서 당신은 날고 있었을 수도 있습니다. 오래전 헤어진 사람을 만났을 수도 있고, 존재하지 않는 도시를 걷고 있었을 수도 있습니다. 잠에서 깨면 그 생생함이 서서히 사라지지만, 꿈을 꾸는 동안만큼은 그것이 현실이었습니다. 수면 중 뇌는 절대 쉬지 않습니다. 오히려 어떤 면에서는 깨어있을 때보다 더 복잡하고 정교한 일을 합니다. 기억을 정리하고, 감정을 처리하고, 독소를 씻어내고, 내일을 준비합니다. 꿈은 왜 꾸는지, 수면 중 뇌에서는 정확히 무슨 일이 벌어지는지 최신 뇌과학으로 풀어봅니다. 수면은 단순한 휴식이 아니다 20세기 중반까지 과학자들은 수면을 뇌가 스위치를 끄고 쉬는 상태로 이해했습니다. 1953년 유진 아세린스키와 너새니얼 ..

🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 12편 지금 당신이 보고 있는 이 화면, 손으로 느끼는 질감, 귀에 들리는 소리. 이 모든 것이 사실은 어딘가의 컴퓨터가 계산해내고 있는 신호일 수 있습니다. 당신은 그 시뮬레이션 안의 캐릭터이고, 당신이 경험하는 우주는 코드로 짜여진 가상 현실입니다. 영화 매트릭스의 이야기가 아닙니다. 2003년 철학자 닉 보스트롬이 학술 논문으로 제안한 진지한 철학적, 수학적 논증입니다. 그리고 일론 머스크, 닐 드그래스 타이슨을 비롯한 여러 지식인들이 이 가설의 가능성을 진지하게 받아들이고 있습니다. 닉 보스트롬의 시뮬레이션 논증 옥스퍼드 대학교 철학과 교수 닉 보스트롬은 2003년 발표한 논문에서 다음과 같은 논리를 전개했습니다. 표면적으로는 단순해 보이지만, ..

🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 11편 초등학교 때 한 번쯤 들어봤을 법한 이야기가 있습니다. 빛보다 빠른 것은 없다. 아인슈타인의 특수상대성이론이 내린 결론입니다. 그런데 물리학자들은 이 결론 곳곳에 미묘한 구멍이 있다는 것을 알고 있습니다. 타키온이라는 가상의 입자, 양자 터널링, 우주 자체의 팽창 속도, 그리고 워프 드라이브까지. 빛의 속도 한계는 생각보다 훨씬 복잡하고 미묘한 이야기입니다. 무엇이 가능하고 무엇이 불가능한지, 현대 물리학이 그어놓은 선을 따라가 봅니다. 빛의 속도가 한계인 이유 — 기본부터 빛의 속도는 진공에서 초당 약 299,792,458미터입니다. 흔히 c로 표기합니다. 아인슈타인의 특수상대성이론은 이 속도가 단순히 빛이 빠르기 때문이 아니라, 시공간의 구조..

🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 10편 지금 이 글을 읽고 있는 당신은 무언가를 느끼고 있습니다. 글자가 눈에 들어오는 느낌, 방 안의 온도, 어딘가 가려운 곳, 배경에 깔린 소리. 이 모든 것이 '나'라는 존재에게 주관적으로 경험되고 있습니다. 그런데 이 경험은 어디서 오는 걸까요. 뇌 안의 860억 개 신경세포가 전기 신호를 주고받는 것이 어떻게 이 생생한 주관적 경험이 되는지, 현대 뇌과학과 철학은 아직 답하지 못하고 있습니다. 의식의 문제는 과학이 가장 솔직하게 모른다고 인정하는 문제입니다. 쉬운 문제와 어려운 문제 철학자 데이비드 차머스는 1995년 의식 연구의 문제를 두 가지로 나눴습니다. 이 구분은 지금도 의식 연구의 기본 틀로 사용됩니다. 🔬 쉬운 문제 (Ea..

🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 9편 우주에는 수천억 개의 은하가 있고, 각 은하에는 수천억 개의 별이 있습니다. 통계적으로 생명이 사는 행성이 수도 없이 많아야 할 것 같습니다. 그런데 1편에서 다룬 페르미 역설처럼, 우주는 여전히 조용합니다. 그 이유 중 하나로 제시된 것이 희귀 지구 가설(Rare Earth Hypothesis)입니다. 지구가 생명을 품기 위해 필요했던 조건들이 하나씩 드러날수록, 우리가 존재한다는 사실 자체가 기적에 가깝다는 것을 실감하게 됩니다. 희귀 지구 가설이란 무엇인가 2000년 고생물학자 피터 워드와 천문학자 조 브라운리가 공동 저술한 책 에서 본격적으로 제시된 이 가설의 핵심은 단순합니다. 단순한 미생물 수준의 생명은 우주 곳곳에 존재할 수 있지만, ..

🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 8편 밤하늘을 바라보다 문득 이런 생각이 드는 순간이 있습니다. 저 별들 너머, 우주의 가장 끝에는 무엇이 있을까. 벽이 있을까, 아니면 그냥 계속 이어질까. 벽이 있다면 그 벽 너머는 또 무엇인가. 이 질문은 어린 시절의 호기심처럼 보이지만, 현대 우주론이 가장 진지하게 씨름하는 문제 중 하나입니다. 그리고 그 답은 우리의 직관을 완전히 벗어난 방향에 있습니다. 우주는 끝이 있을 수도, 없을 수도 있습니다. 그런데 그 두 가지 모두 우리가 상상하는 방식과는 전혀 다릅니다. 먼저 구분해야 할 것 — 관측 가능한 우주와 전체 우주 우주의 끝을 이야기하기 전에 반드시 짚어야 할 개념이 있습니다. 우리가 볼 수 있는 우주와 실제로 존재하는 우주는 다를 수 있..

🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 7편 서울에 있는 입자 하나를 측정하는 순간, 뉴욕에 있는 짝꿍 입자가 빛보다 빠르게 그 결과를 알고 즉각 반응합니다. 어떤 신호도 전달되지 않았는데, 아무리 멀리 떨어져 있어도 말입니다. 아인슈타인은 이것을 "유령 같은 원격 작용"이라 부르며 평생 거부했습니다. 그런데 실험은 아인슈타인이 틀렸다는 것을 증명했습니다. 양자 얽힘은 실재합니다. 그리고 지금 이 순간에도 양자컴퓨터와 양자암호 기술의 핵심으로 활용되고 있습니다. 양자 얽힘이란 무엇인가 양자 얽힘(Quantum Entanglement)은 두 개 이상의 입자가 한 번 상호작용한 뒤, 아무리 멀리 떨어져도 하나의 양자 상태로 묶여 있는 현상입니다. 한쪽 입자를 측정해 상태가 결정되는 순간, 다른 ..

🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 6편 지금 이 순간, 당신과 똑같이 생긴 또 다른 당신이 다른 우주에서 전혀 다른 선택을 하며 살고 있을 수 있습니다. 어떤 우주에서는 지구가 존재하지 않고, 어떤 우주에서는 물리 법칙 자체가 다릅니다. 다중우주론은 공상과학 소설의 소재가 아닙니다. 오늘날 물리학의 여러 독립적인 이론들이 각자의 방식으로 우주가 하나가 아닐 수 있다는 결론을 향해 수렴하고 있습니다. 왜 그런지, 어떤 종류의 다중우주가 제안되고 있는지 하나씩 살펴봅니다. 왜 물리학자들은 다중우주를 진지하게 다루는가 다중우주론이 단순한 철학적 사변이 아니라 물리학의 영역에서 논의되는 이유는, 서로 독립적으로 발전한 여러 이론들이 각자의 방정식을 풀다 보니 자연스럽게 다중우주라는 결론에 도달..

🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 5편 블랙홀로 떨어지고 있다고 상상해보세요. 발이 머리보다 블랙홀에 더 가깝기 때문에, 발 쪽에 작용하는 중력이 머리보다 훨씬 강합니다. 그 차이가 점점 벌어지면서 몸은 세로로 늘어나고 가로로 압축됩니다. 마치 국수 반죽처럼. 물리학자들은 이것을 스파게티화(Spaghettification)라고 부릅니다. 그런데 블랙홀에 관한 진짜 무서운 이야기는 몸이 늘어나는 것이 아닙니다. 당신이 블랙홀로 사라진 뒤, 당신을 이루던 정보가 우주에서 완전히 지워질 수 있다는 것입니다. 블랙홀이란 무엇인가 — 기본부터 블랙홀은 질량이 극도로 밀집된 천체입니다. 탈출 속도가 빛의 속도를 초과하기 때문에, 빛조차 빠져나오지 못합니다. 블랙홀은 크게 세 가지 구성 요소로 이해..

🌌 미스터리 과학 탐험 시리즈 · 4편 지금 이 순간에도 시간은 흐르고 있습니다. 1초, 2초, 3초. 과거는 이미 지나갔고, 미래는 아직 오지 않았습니다. 이것은 너무나 당연한 사실처럼 느껴집니다. 그런데 물리학은 이 당연함에 정면으로 도전합니다. 물리학의 근본 방정식 어디에도 시간이 한 방향으로만 흐른다는 내용은 없습니다. 뉴턴의 운동 방정식도, 아인슈타인의 상대성이론도, 심지어 양자역학도 시간을 거꾸로 돌려도 동일하게 성립합니다. 그렇다면 우리가 느끼는 시간의 흐름은 대체 무엇인가요. 물리학에는 과거와 미래의 구분이 없다 당구공이 충돌하는 영상을 생각해보세요. 이 영상을 거꾸로 재생해도 물리 법칙상 아무런 문제가 없습니다. 충돌 전후 에너지와 운동량이 보존되기 때문입니다. 이론적으..