2. 끈이론
2. 끈이론
  • 손수정 기자
  • 승인 2008.09.21
  • 호수 1278
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

상대성이론과 양자역학을 잇는 중개인

“제 이름은 앨리스에요”
“정말 바보 같은 이름이로군! 그게 무슨 뜻이지?”
“이름에 무슨 의미가 있어야만 하나요?” 앨리스가 의아한 듯 물었다.
“당연하지, 그래야하고말고. 내 이름은 내가 생긴 모양과 그 모양이 아주 잘생겼다는 의미를 갖고 있어. 너 같은 이름이라면 어떤 모양이든지 될 수 있겠는걸” 험프티 덤프티가 짧게 웃음을 터뜨리며 말했다.


기존의 표준모델에서는 물질의 최소 단위는 점이라는 생각을 가지고 있었다. 그러나 점과 같은 형태로는 일반상대성이론과 양자역학의 충돌이 되는 중력 문제를 설명할 수 없었기에 끈이라는 개념이 해결방안으로 대두됐다.

끈이론은 아인슈타인의 가만히 있는 우주와 양자역학의 파도치듯 움직이는 우주의 이론을 합해 움직이지 않는 우주위에 움직이는 끈이 있다는 발상이다. 끈이론에서 입자는 입자면서 진동하는 파동의 성향도 가진다. 또 끈은 진동을 하는데 이 진동이 각기 다르다. 끈이론을 일반적으로 현악기 연주에 비교하는데 각 줄의 진동방식이 달라서 다른 소리를 통해 음악을 만들어 내듯 끈이론도 끈의 다른 진동방식을 통해 온 세상을 구성하고 있는 것이다.

험프티 덤프티 세계의 이름은 보편적이고 일반적인 의미를 지닌다. 이름의 ‘의미’가 한 끈의 ‘진동의 형태’라 가정하자. 이름의 ‘의미’가 다르면 생긴 ‘모양’이 달라지듯 ‘진동의 형태’가 바뀌면 ‘입자의 형태’가 달라지는 것이다.

각 끈 들이 다른 성질을 나타 낼 수 있기 때문에 끈의 진동 패턴을 연구하고, 그 특징들이 입자의 성질을 규정하는 방식을 밝힐 수 있다면 우리는 우주 만물의 모든 현상에 관해 끈이라는 단 하나의 이론으로 서술할 수 있게 된다.


트위들덤과 트위들리는 앨리스와 악수를 하려고 자유로운 두 손을 각각 내밀었다. 앨리스는 둘 중 하나가 기분이 언짢을까봐 둘 중 하나와 먼저 악수를 하고 싶지 않았다.
문제를 해결하는 가장 좋은 방법은 동시에 양쪽 손을 잡는 것이었다. 그 다음 그들은 둥글게 원을 그리며 춤을 췄다. 이것은 너무나 자연스러워 보였다.


끈은 열린 끈과 닫힌 끈 두 가지로 나눈다. 닫힌 끈만으로도 이론을 만들 수 있으나 열린 끈 이론은 닫힌 끈을 포함해야 한다. 세 사람의 손이, 열린 끈 두개가 붙어서 닫힌 끈을 만들 수 있기 때문이다.  열린끈은 닫힌끈보다 한 차원 낮다.

열린끈은 앨리스와 트위디덤, 트위들리가 손을 잡고 나란히 서있는 상태로 선의 형태를 이룬다. 이 세 사람이 손을 마주잡고 둥글게 선다면 이는 면의 형태가 된다. 이 면의 형태가 바로 닫힌끈이다. 선의 2차원에서 면의 3차원으로 한 차원 올라간 것이다.

끈이론은 다섯가지가 등장했었다. 그러나 이 중 어떤 것이 정확한 해석인지 실제로 유일한 해석이 존재하긴 하는지에 여부를 알 수 없었다. 그런데 1995년 영국의 에드워드 위튼은 끈 대신 ‘막’이라는 평면을 등장시킨다다. 이 위튼의 이론은 M이론이라고 불린다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.