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[교육] 물리학 관련질문.. 차원에 대한 궁금증..답문 좀 ㅠㅠ
 글쓴이   닥터퉤퉤
 작성일시  2016-03-19 16:58:55
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우선 물리학에 대해서 잘 모르고 전문서적을 뒤져도 잘 이해가 안되서 그러는데여 ..
차원에 대해 질문할께여 ..
5차원 이후부터는 전 차원에서 계속 1차원 씩을 더해서 차원이 생기는 건가여?
예를 들어 5차원은 4차원에 +1차원 (x+y 축)이런 것처럼 6차원은 5차원 + 1차원(x+y+z축) 이런식으로 되는 건가여?
그렇다면 스티븐 호킹이 얘기한 것처럼  4차원 +6차원 과 공간을 이루는 4개의 시간의 축 중에서  3개의 축 과 겹치는 나머지  하나의  축을  임의대로 넣어서 4차원+6차원+1차원 = 11차원 인가여? 그러면 4차원이 생기는 경우의 수는 3가지 5차원도 3가지 6 차원은 4 가지가 되는 셈인가여?
차원을 이루는 가장 변수가 시간의 축이라면 6차원에 존재하는 물질은 5차원으로 5차원에 존재하는 물질은 4차원으로 4차원에 존재하는 물질은 3 차원으로 인택트하게 다른 차원으로 보낼 수 있다는 얘기져? 그러면 결국 6차원에 있는 물질도 3차원으로 곧장 보낼수 있다는 얘기인가여?
그렇다면 높은 차원에서 시간의 축을 하나씩 빼서 다른 차원으로 물질을 보내는 것이 낮은 차원에서 시간의 축을 더해서 더 높은 차원으로 보내는 것보다 더 쉽다는 얘기인가여?
 
 ps. 통합장이 전자기장 중력 강력 약력 이 있으면 물질을 낮은 차원에서 높은 차원으로 보낼때 나머지 하나의 시간의 축을 공간 어디에 두느냐에 따라 통합장 중 어느 하나의 힘을 강하게 만들 수 있나여?
 
답문부탁드려여 ~



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기타라클 16-03-23 10:56
 
재미있는 질문이네요. 무시하려는 건 아니지만 질문을 좀 더 구체적으로 하셔야 될 것 같습니다.
가지고 있는 물리학적 지식이 어느정도이고, 수학적 지식이 어느 정도이고, 정확하게 어떤 책에서 이렇게 설명했는데 이렇게 해석하면 되나요? 이렇게 질문을 하셔야지 ㅋㅋ
초끈이론이 맞는지 안맞는지도 아직 모르는 상황인데 이런식으로 질문하시면 초끈이론 공부하시는 사람도 제대로 대답을 못할겁니다.
기타라클 16-03-23 10:58
 
게다가 만약에 대답을 했다고 해도 제대로 이해를 하려면 수학을 알아야 합니다.
말로 이해하는 것은 사실 제대로 이해했다고 보기 어렵죠.
제가 초끈이론에 대해서 공부를 해본적이 없는 사람으로서 말씀드리기 뭐하지만 물리학사과정을 마친 사람의 의견입니다. 수학적인 사실에 대해서 완벽한 이해가 있는 사람만이 plain language로 설명을 해 줄수 있을 거고, 그 정도 되는 사람이 아마 성균관대 내에서도 몇분이나 계실까 의문이네요.
기타라클 16-03-23 11:01
 
출처는 좀 머하지만.. 도움이 될까봐 올립니다
"요즘 늙은 물리학자가 초끈이론을 배격하면 바보취급을 받기 십상이지요. 이론물리학계에 이러한 풍조가 만연한 걸 내 모르는 바 아닙니다. 하지만 바보취급을 받는 한이 있어도 할 말은 해야겠어요. 초끈이론은 완전히 엉터립니다! 이런 발언이 얼마나 위험한지는 잘 압니다. 내가 이런 말을 했다는 걸 후대의 역사가들이 분명히 기억해주길 바라요. 초끈이론은 100% 허튼소리이고, 명백하게 잘못된 방향으로 가는 중입니다."
"어떤 부분이 그렇게 싫으신 겁니까?"
"일단 초끈이론은 아무것도 계산하지 못해요. 그런데도 초끈이론을 연구하는 학자들은 자신의 아이디어를 재검증할 생각조차 하지 않습니다. 이론과 실험이 완전히 따로 노는데도, 여전히 초끈이론은 옳다고 주장합니다. '그' 이론에 의하면, 이 세상은 10차원 시공간으로 이루어져 있다고 하더군요. 잘은 모르겠지만 여분의 6차원을 작은 영역 속에 구겨 넣는 방법이 있을지도 모르지요. 수학적으로는 가능합니다. 그런데 구겨진 차원의 수가 왜 하필 6개지요? 7개면 안됩니까? 끈이론학자들은 실험과 일치시키려는 의지도 없이, 그저 구겨진 차원의 개수를 맞추기 위해 방정식을 사용하고 있어요. 구겨진 차원이 8개이고 우리의 시공간이 2차원이면 안될 이유가 있습니까? 그들의 이론에 의하면 이렇게 되지 말라는 법도 없지요. 그러나 이 세상이 4차원 시공간이라는 사실은 삼척동자도 다 알 정도로 명백하니까, 여분의 6차원을 없애려고 안간힘을 쓰는 겁니다. 사실, 관측결과와의 불일치는 문제가 아닙니다. 정작 심각한 문제는 이론으로부터 아무것도 알아낼 수 없다는 점이에요. 정말이지 초끈이론은 지나치게 관대한 대접을 받고 있습니다. 내가 아는 한, 결코 이런 이론이 진리가 되는 일은 없습니다."
- 리처드 파인만
기타라클 16-03-25 08:31
 
아 지금 계실지는 모르지만 제 기억으로 드리바 데미시 톨라 라는 외국인 교수님이 string theory 하신다고 들었던 것 같습니다. 아마 그 분을 찾아가 보시는 게 가장 궁금증 해결에는 도움이 되실 듯 합니다.
물론 한국말은 못하십니다.
hatemenot 16-03-27 11:41
 
차원이라는 것은 '어떤 현상을 설명하기 위해 필요한 독립 변수'로 볼 수 있습니다. '이 세상은 4차원으로 이루어져 있다'라는 말보다는, '(일반상대론의 영역에서는)네 개의 시공간 변수로 현상을 설명할 수 있다'가 좀 더 옳은 표현이라는 거죠.

5차원 이상의 시공간 변수를 필요로 하는 이론의 경우, 그 이론이 전제하는 가정이나 수학적/실제적 조건을 종합해봤더니 다섯 개 이상의 시공간 변수가 필요하더라…라는 것이죠.

다섯 개 이상의 차원을 가정하는 이론은 많습니다만, 초끈 이론을 예로 들어보겠습니다. 초끈 이론에서 말하는 11차원은 시간 차원(1), 공간 차원(3), 그리고 말려 있는-compactified- 차원(7)을 모두 합쳐 11입니다. 우리가 지금 관측하고 있는 시공간은 4차원인데, 초끈 이론의 수학적 무모순성과 물리학적 조건들을 종합해보면 11차원이 필요하고, 우리가 실제로 보지 못하는 7개의 차원은 '자그맣게 말려 있다'고 하면 우리가 11차원이 아닌 4차원을 관측하는 데에 대한 설명이 되는 거죠.

본론으로 돌아가서,
1) 차원을 추가한다는 것은 기존의 차원과 아예 별개의 축을 추가한다는 겁니다. '겹치는 나머지 하나의 축' 같은 걸 추가하는 게 아니라요. 시각적 이미지로는 상상하지 못하시겠지만, 애초에 상상할 필요는 없습니다. 그냥 시공간에 관련된 변수 개수가 늘어나는 겁니다.

2) 정육면체가 있다고 가정합시다. 정육면체의 위에서 빛을 쪼이면, 그 그림자는 정사각형 모양이겠죠. 하지만 대각선 방향으로 빛을 쪼인다면 그림자는 육각형 모양일 겁니다.
반대로 생각해볼까요? 그림자의 모양을 보고 3차원 입방체의 모양을 추측해야 하는 상황이라고 합시다. 육각형의 그림자가 주어졌다면, 이 그림자에 해당하는 3차원 입방체는 어떤 모양일까요? 알 수 없죠. 정육면체일 수도, 직육면체일 수도, 제일 간단하게는 육각기둥일 수도 있겠네요.
여기서 알 수 있는 것은, 저차원의 정보로 고차원의 정보를 알아내는 게 힘들다는 겁니다. 바꿔 말하면 고차원의 정보를 저차원에서 관측하면 정보의 손실이 있다는 거죠. 만약 고차원, 혹은 저차원으로 물질을 보낼 수 있다면(저는 이 부분에 대해 동의하지 않지만, 만약 그렇다고 가정한다면) 저차원으로 보낼 때에 정보의 손실이 일어날 거라는 얘깁니다. 물론 홀로그래피 이론 같은 예외도 있지만요.
관련된 개념으로는 사영(projection)이 있습니다.

3) 시간축이 여럿임을 가정하는 이론이 없지는 않지만, 일반적으로는 단 하나의 시간축만을 가정합니다. 시간축을 더하고 뺀다는 게 대체 어디서 비롯한 질문인지 잘 모르겠네요.

작성자분의 질문이 어떤 의문에서 비롯했는지, 그리고 어디에서 오개념을 가지고 계신지를 알 수가 없어 대답에 한계가 있습니다. 일단 리사 랜들의 '숨겨진 우주'라는 책을 추천합니다.
기타라클 16-04-02 05:15
 
이 글을 보고 TED 중에서 Brian Greene 이 string theory 에 대해서 20분 정도 강의한 것을 찾아봤는데,
굉장히 흥미롭더군요.
물론 string theory에 대해서 공부하면 할수록 뜬구름 잡는 얘기라는 생각이 계속 듭니다만,
관심이 있으시다면 그 강의를 보시는 것을 추천드립니다.
Jonathan 16-04-17 22:48
 
질문이 너무 난해하고 어수선해서 정확히 어떠한 점이 궁금하신지 모르겠습니다.

기본적으로 낮은 차원에서 높은 차원으로 접촉은 불가능합니다.

마치 개미가 1자로 쭉 걸어가면 일차원으로만 움직이는거지만 3차원의 우리들은 그 개미의 모든것을 볼 수 있고 개미는 3차원의 우리들을 볼 수 없듯이, 우리 3차원에서는 4차원 5차원 6차원을 절대 느끼지 못하고 물질을 보내는건 더더욱 불가능합니다.

5차원의 정확한 시스템도 잘 모르는 현상황에서 고차원의 구조를 물어보셔도 아는 사람은 아무도 없습니다. 다만 그냥 이럴것이다라는 이론과 상상만 존재할뿐이죠. 영화 인터스텔라의 5차원구조 테서렉트도 결국 상상일뿐입니다.
앤디 16-04-22 21:01
 
멋잇다..
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