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갑자기 꼴려서 일베 사이언스를 기획해 봤어
미치오 카쿠가 쓴 '불가능은 없다'의 내용들을 다룰꺼야
일단 미치오 카쿠가 누구냐면
너희들도 몇번 봤을듯한 책인 '평행우주'를 쓰신 분이야
칼세이건과 함께 유망한 물리학자이며
현재 뉴욕 시립대학교에서 석좌교수로 근무중이셔
또한 이분은 일반인들에게 과학을 보다 쉽게 풀어 설명하시지
티비 다큐에도 많이 나오신다.
역장이란 무엇인가?
'프로토스 파수기의 역장'
역장의 개념은 얇고 투명하면서 레이저 광선이나 로켓포를 막아주는 보호장벽이야
영화 '스타트랙'에선 방어막으로 자주 나오지
만약 현대시대에 역장이 개발된다면 어떻게 될까?
일단 군대에선 적의 미사일이나 총탄을 막아주는 방어막으로 사용할꺼야
아래 영상을 봐보자
대충 이해할수 있을꺼야
또한 역장의 활용성은 무궁무진하다고 볼수있어
대형교량이나 고속도로 등도 역장으로 건설될수있지
또한 대도시의 건설도 엄청난 속도로 진행될수있고
생활상 거의 모든 부분에 역장이 쓰이게 될꺼야
하지만 딱 봐도 역장이란건 현대시대에 개발되기엔 힘들어보이지
이런식으로 대도시 방어용으로도 사용가능해
하지만 몇몇 물리학자들은 역장을 실생활에 적용하기가 불가능하다고도 한데
역장의 시초
'마이클 패러데이'
역장이란 개념을 처음 도입한건 일게이들도 잘아는 마이클 페러데이야
최초의 전동기를 만든 사람이면서 역장이란 개념도 잡았지
일단 코스모스에 나왔던 내용이지만 재탕할께
마이클 패러데이는 1791년에 노동자 계층의 가난한 집안에서 태어났어
1800년대에는 제본소의 견습공으로 일했었지
당시 물리학자들은 전기력과 자기력의 특성을 상당 부분 밝혀내면서
커다란 진전을 이루어냈는데 패러데이의 경우 정규과정을 밟지 못했음에도
불구하고 각별한 관심을 가졌지
영국 왕립학회의 석학이였던 험브리 데이비 교수가 화학실험을 하다
눈을 크게 다치는 바람에 마이클 패러데이가 조수로 고용되었지
'험브리 데이비'
이때부터 천재성을 발휘하였고 결국 역사속의 위인이 됬어
험브리 데이비 교수가 죽은후 패러데이는 계속 연구를 하여
발전기를 완성시켰고 발전기는 전 세계 도시의 밤을 밝히면서
세상을 뒤집어버렸지
하지만 이외에 또 다른 큰 업적이 바로 '역장'이라는 개념의 도입이야
쇳가루가 뿌려진 곳에 자석을 갖다놓으면
이렇게 되지 많이들 봤을꺼야
패러데이는 텅 빈 공간이 완전히 비어 있지 않고
멀리 있는 물체를 움직일 수 있는 역장으로 가득 차 있다고 생각했어
계속 연구에 몰두하던 패러데이는 전선에 전류가 유도된다는
놀라운 사실을 발견했지
전선을 건드리지도 않았는데 전류가 생성된것이였어
패러데이가 '역장'의 개념을 처음 제안했을땐
예상했다싶이 물리학자들은 별 관심을 보이지 않았지
하지만 역장이란 물체를 움직이는 실질적인 힘이야
전선 근처에서 자석이 회전하면 역장이 생성되고
이 역장은 전선 속의 전자를 움직이게 하는거지
전자의 이동은 전류라고 하는 현상이며 이로 인해 우리는
현대의 모든 가전제품들을 사용할수 있게되는거야
역장의 가능성 '네 가지 힘'
위 사진은 우주 탄생이래로 약력 중력 강력 전자기력이 나온 시기야
1. 중력
우리가 지구에 붙어 있게 해주고, 지구와 별이 붕괴되는걸 막아주며,
태양계와 은하계를 하나의 집단으로 묶어주는 힘이야 만약 중력이 없다면
우리는 시속 1600km으로 지구를 이탈하여 우주공간으로 날아가버려
중력이란 다른힘과 비교했을때 아주 약한 힘이며 그냥 먼곳까지 적용되는힘이야
우리가 지금 손가락을 움직이는것만으로도 지구의 중력을 이겨내는데
이걸 역장으로 사용하기엔 너무 힘들지
2. 전자기력
도시의 밤을 밝혀주는 힘이야
현대 모든 기계는 이걸로 인해 작동될수 있는거지
하지만 전자기력은 몇가지 이유로 인해 보호막으로 사용될수 없다고해
일단 전자기력은 플라스틱을 비롯한 여러 절연체를 막아낼수 없어
또한 중력과 비슷하게 아주 먼곳까지 적용되는 힘이기에 그 효과를
얇은 방어막에 적용 시킬수 없어
3. 약력과 강력
약력은 방사성 붕괴를 일으키는 힘으로 지구 중심부가 뜨거운 이유이기도해
대륙 이동의 이유가 되기도 하고
강력은 원자핵의 구성입자인 양성자와 중성자를 결합시키는 힘이야
태양과 같은 모든 별의 에너지는 강력에 기초하지
하지만 약력과 강력은 원자핵단위의 초 단거리에서 적용되는 힘이기에
보호막으로 사용기엔 무리가 있다고해
현재 약력과 강력을 이용한 분야에는 원자폭탄이 있어
네 가지힘이 안된다면 방법은 없는걸까?
그건 아니야 플라즈마를 이용해서 역장의 특성을 흉내내는 법이 남았어
'온도가 올라갈수록 물질의 상태는 플라즈마에 가까워져'
플라즈마란 고체 액체 기체 이외에 물질이 취할수 있는 4번째 상태로
너무 뜨거워서 원자가 전자를 잃어버린 상태야
지구상에선 자주 볼순 없지만 우주상에선 아주 흔하지 우리가 보는 태양 별
행성간 기체 등 눈에 보이는 우주 거의 대부분이 플라즈마상태라고해
플라즈마 창
기체의 온도가 충분히 높아지면 플라즈마 상태가 되고 여기에 전기장이나
자기장을 이용해 특정한 모양으로 만들수있어
플라즈마 창을 최초로 발명한 사람은 1995년 뉴욕 롱아일랜드에 있는
브룩헤이븐 연구소의 물리학자 애디 허쉬코비치야
애디 허쉬코비치는 전자빔으로 금속을 용접하는 기술을 연구하다가
문제가 생겼지
초고온의 아세틸렌가스를 분사하여 금속의 집합부를 녹이는 식으로 진행되는
전자빔용접은 기존의 용접보다 금속을 녹이는 속도가 빠르고 접합부도
깨끗해지며 비용또한 절감이 되었지
하지만 전자빔용접은 진공 중에서 이루어져야 하기 때문에 작업실 전체를
진공상태로 만들어야 했어.
진공상태에서 작업을 할수는 없잖아?
이 문제를 해결하기 위해 플라즈마 창을 발명하엿지
전기장과 자기장을 이용하여 높이 1m 반지름 30cm의 플라즈마 창을 만들고
그안의 기체를 6700도까지 가열하면 플라즈마 상태가 되면서 플라즈마 입자들이
벽에 압력을 행사하여 외부 공기가 들어갈수 없게되지
그렇다면 플라즈마 창은 역장으로 보호막으로 사용이 가능할까?
지금보다 훨씬 강력하고 온도도 높은 플라즈마 창이 발명된다면 적으로부터
날아온 포탄이 창에 닿는 순간 증발시켜버릴수도 있어
아래의 플라즈마 역장을 봐보자 아직 실험단계지만
금속을 순식간에 녹여버리지
하지만 이렇게 제작된 보호막도 공상과학에 나오는 역장의 조건을 충족시키진 못해
막 자체가 투명하여 외부에서 발사된 레이저빔을 막을수가 없어
레이저빔을 막으려면 '포토크로마틱스'가 필요하다고해
이것은 적외선uv를 흡수하여 유리알이 검게 보이는 선글라스에서 일어나는 현상으로
원리는 최소한 두 가지 상태에 존재할 수 있는 분자에 기초하고 있어
분자가 둘 중 하나의 상태에 있으면 전체적으로 투명하게 보이지만
적외선에 노출시키면 즉시 다른 상태로 전이되면서 불투명해지지
앞으로 나노기술이 더욱 발달하면 탄소나노튜브만큼 강력하면서
레이저에 노출되면 광학적 성질이 변하는 물질을 만들 수도 잇을 것이래
먼 미래에는 우주선에 방어막이 형성되면서 각종 포화에도 버틸수 있겠지
이렇게 '불가능은 없다' 1부 역장을 마친다
내가 워낙 근성이 없어서 앞으로도 계속 써질지는 모르겠지만 시간날때마다 쓰도록할께
재미있게 읽었길 바란다
브금은 엔트로피
3줄요약
1. 역장은 방어막뿐이 아닌 여러가지에 사용가능
2. 현대기술력으로는 플라즈마 역장이 짱짱맨
3. 먼 미래에는 실행 가능