공간이란 무엇인가요

작성자
1기
lmk1999
작성일
2018-07-16 23:23
조회
1397
친구와 얘기를하다 궁금해졌는데 과학에서 공간이란것을 정의하고있는지 궁금하네요
전체 7

  • 2018-07-17 13:16

    과학에서의 공간이라면 좀더 명확하게는 물리에서의 공간을 말하는 것이겠군요. 아주 재밌는 주제인데. 일단 "브라이언 그린"의 "우주의 구조"라는 책 한번 읽고 가실께요. ㅎㅎ. (라고 했으나 워낙 두꺼운 물리교양서인데. 1장 부분을 간단히 요약해드립니다.)
    시간과 공간에 대한 논의는 인류의 역사에서 빼어난 이들의 주장과 각축장이 있었습니다. 과거부터 현재 물리학의 개념까지 간략히 이책의 1장에서 언급하고 있습니다.
    뉴턴 – 시간과 공간을 단순하게 생각하여, 삼라만상이 발생하고 사라지는 무대이다.
    라이프니츠 - 시간과 공간이란 모든 사물들이 존재하고 모든 사건이 발생하는 무대를 칭하는 하나의 어휘
    아인슈타인 - 우주의 비밀이 숨어있는 물리적 실체가 시간과 공간이다.
    뉴턴, 프린키피아 – 시간과 공간이 절대불변의 실체이며 이로부터 구성된 우주 역시 절대로 변하지 않는 견고한 세계
    아인슈타인 – 시간과 공간은 절대적이지 않으며 서로 무관하지 않다.
    인플레이션 우주론 – 우주의 탄생 초기에 우주가 엄청나게 빠른 속도로 팽창을 겪었다는 주장이며, 어마어마하게 작은 시간 초단위에서어마어마하게 크게 팽창하였다.
    초끈이론 – 모든 입자들은 핵자보다 100*10억*10억 배나 작은 가느다란 끈. 특정한 패턴으로 진동하는 작은 끈이 질량이9.11*10-31kg이고 전기전하가 1.6*10-19쿨롱이면 그 끈은 전자를 가르킨다. 초끈이론은 결국 우리의 눈에 보이는 세계는 진정한 실체가 아니라 실체의 일부분에 지나지 않는다.

    대략 시간과 공간에 대한 서두 부분은 이정도로 정리하면 될 것 같습니다. (사실 저의 느낌은 잘모르겠다. ^^)


    • 2018-07-18 00:54

      아 설명감사합니다 ㅎㅎ


  • 2018-07-17 11:11

    질문의 배경을 알려주시면 좋겠군요.

    이 세상에 모든 것을 정의하고 증명할 수는 없습니다. '공리'라고 하죠. 굳이 설명하거나 정의할 필요없는 기본 개념을 말합니다. 어쩌면 '공간' 이란 공리에 해당할 수 있습니다.

    좌표계에서 '공간'이란 무엇이라고 할까요? 3축 좌표계에서 공간이라고 하면 좋겠지만 사실 "2차원 좌표공간에서..."라고 말합니다. 혹은 '4차원의 가상공간'에서...' 이때 '공간'을 구지 뭐라고 설명하거나 정의할 수 있습니까?

    일반 상대성 이론을 설명하면서 '중력이 공간을 휜다'고 말합니다. 이때 '공간'은 뭘까요? 어떻게 공간이 휠 수가 있어? 라고 의심한다면 우리는 '공간'이 3축의 직교 좌표계임을 의미 하는 거겠죠.

    자.. 이 질문의 배경이 뭘까요?


    • 2018-07-17 20:07

      일반상대론을 통해 중력장을통해 물결치는 물리적 존재 라고 알고있었는데 친구와 우주론을 이야기하다가 어디선가 영상을 보고 공간이란 무엇인가에 대해 생각해봤는데 정확히 공간이란 의미를 모르겠다고 물어보더라구요...
      이야기를하던중 여건이안되서 끝내게되었는데뭔가 원론적인 궁금증이었는지 정확히는 모르겠지만 제가알고있던 개념외의 다른 개념이있는지 궁금해서 질문해봤네요 ㅎㅎ


      • 2018-07-17 22:56

        그렇군요. '공간' 그 차체만으로 정의하긴 곤란한 추상적 개념이라고 생각 합니다. 상대론에서 중력에 의해 휜 공간을 저는 이렇게 이해 합니다.

        먼저 가장 큰 공리로,

        - 빛은 가장 빠른 경로로 직진한다.

        그다음 질문,

        중력에 의해 빛이 휜다. 혹은 빨려들어간다면 위의 공리가 틀린것 아닌가?

        빛의 공리를 유지하려면, 빛이 이동한 휜 경로가 가장 짧은 거리라고 하면, 공간이 굽었다고 설명하자. '공간'을 측정하는 좌표체계가 우리에게 익숙한 직선과 직교 좌표가 아니라 움푹 패인 깔대기 모양이라고 하자. 깔대기 구멍의 깊이는 무한대면 블랙홀.

        이제 공간을 뭐라고 할까요. 그냥 좌표계라고 합시다. 그 좌표계에서 기본 측정 단위가 있을 것이고 이 사이의 관계도 있겠죠. 직교좌표 공간에서는 각 측정단위의 관계는 모두 직교 입니다. 그외 무척 다양한 좌표계가 있죠. 이 좌표계료 표현한 벡터가 공간 이라고 하면 되겠죠.

        아... 그리고 중력장은 물결치지 않고 쭈욱 일관되게 휘어 있습니다.


        • 2018-07-18 01:05

          그렇죠 뭔가 추상적인 개념인데 친구가 그걸 궁금해하는건지 현대물리학의 개념을 궁금해한건지 정확히 몰랐는데 그친구도 물리학이론은 어느정도 아는친구라 전자였던거같은데 어려운거같더군요
          음..첨언하신 말씀은 중력장은 중력파로 인해 물결친다고 표현 한거였어요 물리학자 카를로로벨리의 표현이었어요~


  • 2018-08-02 17:44

    요즘 암흑에너지와 관련하여 공간도 에너지의 형태라는 이야기가 있지 않나요? 언뜻 들은 것도 같은데...