1
00:00:00,000 --> 00:00:03,868
원자들은 말도 안되고, 믿을 수 없을정도로 작습니다

2
00:00:03,997 --> 00:00:08,759
사람 머리카락의 두께는 50만개의 탄소원자들이

3
00:00:08,932 --> 00:00:10,801
늘어서있는것과 같죠

4
00:00:10,817 --> 00:00:11,997
당신의 주먹을 한번 보세요

5
00:00:12,017 --> 00:00:15,312
수조의 수조개의 원자들로 구성되어 있습니다

6
00:00:15,416 --> 00:00:18,377
주먹 안의 원자 하나가 구슬의 크기와 같다고 하면

7
00:00:18,452 --> 00:00:20,054
주먹은 얼마나 커질까요?

8
00:00:20,222 --> 00:00:22,213
한... 지구정도의 크기가 되겠네요

9
00:00:22,381 --> 00:00:24,309
아직 잘 와닿지 않나요?

10
00:00:24,672 --> 00:00:26,560
그럼 좀 더 다른걸 해보죠

11
00:00:32,295 --> 00:00:34,199
새끼손가락을 한번 보세요

12
00:00:34,611 --> 00:00:37,783
이 손가락의 끝부분이 지금 당신이 앉아있는 크기의 방이라고 상상해보세요

13
00:00:37,988 --> 00:00:40,687
이제 그 방을 쌀들로 채워보세요

14
00:00:40,782 --> 00:00:44,656
쌀 한톨이 손가락 끝의 세포 하나를 나타냅니다

15
00:00:44,656 --> 00:00:46,649
이제 쌀 한톨 크기로 들어가보죠

16
00:00:46,649 --> 00:00:50,298
이제 세포 하나가 당신의 방 크기인겁니다

17
00:00:50,958 --> 00:00:53,199
이 방을 다시 쌀로 채워봅시다

18
00:00:53,199 --> 00:00:55,339
이게 단백질정도의 크기입니다

19
00:00:55,339 --> 00:01:01,156
이제 쌀 사이의 빈 공간을 모래로 채워보죠

20
00:01:01,419 --> 00:01:04,578
이 모래가 대략적으로 아주 작은 원자의 크기입니다

21
00:01:04,711 --> 00:01:06,783
원자는 무엇으로 이루어져 있을까?

22
00:01:06,995 --> 00:01:09,208
이해를 돕기 위해 잠깐동안만

23
00:01:09,208 --> 00:01:12,405
원자가 이렇게 생겼다고 가정해봅시다

24
00:01:12,405 --> 00:01:15,349
세개의 기본적인 입자들이 원자를 구성합니다

25
00:01:15,349 --> 00:01:18,707
중성자, 양성자, 그리고 전자죠

26
00:01:18,707 --> 00:01:23,312
양성자와 중성자들은 서로 엮여 원자핵을 구성합니다

27
00:01:23,312 --> 00:01:25,171
둘은 강력에 의해 엮이는데,

28
00:01:25,171 --> 00:01:28,186
이 강력은 우주의 4가지 기본 힘중에 하나죠

29
00:01:28,186 --> 00:01:32,258
둘은 쿼크로 이루어져있고, 이들은 글루온에 의해 서로 붙어있습니다

30
00:01:32,258 --> 00:01:34,923
아무도 쿼크가 얼마나 작은지는 정확히 모릅니다

31
00:01:34,923 --> 00:01:38,726
아마도 우리는 쿼크들이 기하학에서 말하는 점이라고 생각합니다

32
00:01:38,726 --> 00:01:41,575
0차원이라고 생각해보는거죠

33
00:01:41,575 --> 00:01:44,846
우리는 쿼크와 전자들이 우주에서

34
00:01:44,846 --> 00:01:47,376
가장 기본적인 구성물이라고 생각합니다

35
00:01:47,376 --> 00:01:49,512
전자들은 원자핵을 공전합니다

36
00:01:49,512 --> 00:01:53,359
전자들은 2,200km/s로 움직이는데,

37
00:01:53,359 --> 00:01:57,537
지구를 18초면 한바퀴 돌 정도로 빠른거죠

38
00:01:57,537 --> 00:02:01,542
쿼크와 마찬지로 우리는 전자들도 기본적인 입자들이라고 생각합니다

39
00:02:01,542 --> 00:02:07,590
99.999999999999% 의

40
00:02:07,590 --> 00:02:10,912
원자의 부피는 그냥 빈 공간입니다

41
00:02:10,912 --> 00:02:12,892
그게 아닌것만 빼면요.

42
00:02:12,892 --> 00:02:18,989
우리가 빈 공간이라고 여기는건 사실 양자 요동으로 채워진 공간입니다

43
00:02:18,989 --> 00:02:23,622
잠재적인 에너지들과 함께 입자들의 생성과 소멸이 자발적으로 나타나는 곳이죠

44
00:02:23,622 --> 00:02:28,347
이 요동은 하전입자들의 상호작용에 있어서 기본적인 영향을 줍니다

45
00:02:28,347 --> 00:02:30,203
하지만 이 주제는 다른 영상에서 다뤄보도록 하죠

46
00:02:30,203 --> 00:02:34,469
핵과 전자들은 공간을 얼마나 차지하고 있을까요?

47
00:02:34,543 --> 00:02:36,403
엠파이어 스테이트 빌딩의 원자들에서

48
00:02:36,734 --> 00:02:38,839
핵 사이의 빈 공간을 모두 빼버린다고 한다면,

49
00:02:38,918 --> 00:02:42,018
그 핵들을 모아놓은 크기는 쌀 한톨정도의 크기가 됩니다

50
00:02:42,018 --> 00:02:44,757
사람의 원자핵을 모두 모은건 티스푼 안에 들어갈 정도죠

51
00:02:44,757 --> 00:02:49,139
이렇게 원자핵들만 모인 극한의 물체가 사실 존재합니다

52
00:02:49,139 --> 00:02:52,721
중성자별에는, 원자핵들이 서로 아주 빽빽하게 모여서,

53
00:02:52,721 --> 00:02:57,071
태양 세개정도의 질량이 몇 킬로미터 폭 안에 들어갈 정도죠

54
00:02:57,071 --> 00:03:00,831
그나저나, 원자는 어떤 모습일까요?

55
00:03:00,831 --> 00:03:03,414
음, 이런 식입니다

56
00:03:03,414 --> 00:03:07,479
전자들은 파동의 성질을 가지면서 동시에 입자이기도 합니다

57
00:03:07,479 --> 00:03:11,561
우리는 일정 시간동안 전자들이 어디에 있을지 계산만 해낼 수 있습니다

58
00:03:11,561 --> 00:03:14,677
오비탈이라고 불리는 이 확률의 구름은

59
00:03:14,677 --> 00:03:18,224
전자들이 95%의 확률로 존재할것으로 생각되는 위치입니다

60
00:03:18,224 --> 00:03:20,893
전자를 찾게 될 확률은 핵으로 부터 멀어질수록

61
00:03:20,893 --> 00:03:23,316
0에 가까워지게 되는데,

62
00:03:23,316 --> 00:03:26,311
하지만 절대로 0이 되진 않습니다. 이게 무슨 뜻이냐면

63
00:03:26,311 --> 00:03:30,972
이론적으로, 원자의 전자가 우주의 다른쪽에 있을 수도 있다는 것이죠

64
00:03:30,972 --> 00:03:32,657
좋아요, 그런데 잠깐만요

65
00:03:32,657 --> 00:03:35,990
이 이상한것들이 우주의 모든 물질들을 구성하네요

66
00:03:35,990 --> 00:03:38,640
알려진 이 수십개들의 원소들에는

67
00:03:38,640 --> 00:03:42,269
또 수십개의 기본적인 입자들이 필요한것이 아니라 세 개면 되는겁니다

68
00:03:42,269 --> 00:03:46,485
양성자 하나와 전자를 집으면 수소가 됩니다

69
00:03:46,485 --> 00:03:49,648
거기에 양성자와 중성자를 더하면 헬륨이 되죠

70
00:03:49,648 --> 00:03:51,892
거기에 좀 더 더하면 탄소가 되고,

71
00:03:51,892 --> 00:03:55,769
더 더하면 플루오린, 거기에 더 많이 더하게 되면 금 등등

72
00:03:56,691 --> 00:03:59,516
모든 원소들의 원자도 같습니다

73
00:03:59,516 --> 00:04:03,164
예를들어, 우주의 모든 수소원자는 똑같습니다

74
00:04:03,164 --> 00:04:07,635
당신 몸의 수소원자는 태양의 수소원자와 정확히 일치하는거죠

75
00:04:07,635 --> 00:04:11,056
좀 당황스러운가요? 당연히 그럴거에요

76
00:04:11,056 --> 00:04:14,761
이 정도 규모의 우주는 우리의 세계에선 이해가 되지 않죠

77
00:04:14,761 --> 00:04:18,763
그런데 우린 아직 양자역학이나 입자와 같이 더 이상한것에 대해선

78
00:04:19,015 --> 00:04:20,878
아직 이야기를 시작도 하지 않았죠!

79
00:04:21,028 --> 00:04:23,121
원자에 대한 모형은 우리가 처음 상상했을 때부터

80
00:04:23,366 --> 00:04:24,947
시간이 지나며 여러번 바뀌어 왔고,

81
00:04:25,012 --> 00:04:27,832
현재의 모형도 마지막 모형이 되진 않을겁니다

82
00:04:27,832 --> 00:04:30,165
그러니까 과학자들이 연구하는걸 지원해 주자구요

83
00:04:30,165 --> 00:04:33,986
그리고 우리의 존재의 기본이 되는

84
00:04:33,986 --> 00:04:38,103
이 이상한 세계에 대한 다음단계의 놀라운 정보를 기다립시다