WEBVTT

00:00:00.000 --> 00:00:03.868
원자들은 말도 안되고, 믿을 수 없을정도로 작습니다

00:00:03.997 --> 00:00:08.759
사람 머리카락의 두께는 50만개의 탄소원자들이

00:00:08.932 --> 00:00:10.801
늘어서있는것과 같죠

00:00:10.817 --> 00:00:11.997
당신의 주먹을 한번 보세요

00:00:12.017 --> 00:00:15.312
수조의 수조개의 원자들로 구성되어 있습니다

00:00:15.416 --> 00:00:18.377
주먹 안의 원자 하나가 구슬의 크기와 같다고 하면

00:00:18.452 --> 00:00:20.054
주먹은 얼마나 커질까요?

00:00:20.222 --> 00:00:22.213
한... 지구정도의 크기가 되겠네요

00:00:22.381 --> 00:00:24.309
아직 잘 와닿지 않나요?

00:00:24.672 --> 00:00:26.560
그럼 좀 더 다른걸 해보죠

00:00:32.295 --> 00:00:34.199
새끼손가락을 한번 보세요

00:00:34.611 --> 00:00:37.783
이 손가락의 끝부분이 지금 당신이 앉아있는 크기의 방이라고 상상해보세요

00:00:37.988 --> 00:00:40.687
이제 그 방을 쌀들로 채워보세요

00:00:40.782 --> 00:00:44.656
쌀 한톨이 손가락 끝의 세포 하나를 나타냅니다

00:00:44.656 --> 00:00:46.649
이제 쌀 한톨 크기로 들어가보죠

00:00:46.649 --> 00:00:50.298
이제 세포 하나가 당신의 방 크기인겁니다

00:00:50.958 --> 00:00:53.199
이 방을 다시 쌀로 채워봅시다

00:00:53.199 --> 00:00:55.339
이게 단백질정도의 크기입니다

00:00:55.339 --> 00:01:01.156
이제 쌀 사이의 빈 공간을 모래로 채워보죠

00:01:01.419 --> 00:01:04.578
이 모래가 대략적으로 아주 작은 원자의 크기입니다

00:01:04.711 --> 00:01:06.783
원자는 무엇으로 이루어져 있을까?

00:01:06.995 --> 00:01:09.208
이해를 돕기 위해 잠깐동안만

00:01:09.208 --> 00:01:12.405
원자가 이렇게 생겼다고 가정해봅시다

00:01:12.405 --> 00:01:15.349
세개의 기본적인 입자들이 원자를 구성합니다

00:01:15.349 --> 00:01:18.707
중성자, 양성자, 그리고 전자죠

00:01:18.707 --> 00:01:23.312
양성자와 중성자들은 서로 엮여 원자핵을 구성합니다

00:01:23.312 --> 00:01:25.171
둘은 강력에 의해 엮이는데,

00:01:25.171 --> 00:01:28.186
이 강력은 우주의 4가지 기본 힘중에 하나죠

00:01:28.186 --> 00:01:32.258
둘은 쿼크로 이루어져있고, 이들은 글루온에 의해 서로 붙어있습니다

00:01:32.258 --> 00:01:34.923
아무도 쿼크가 얼마나 작은지는 정확히 모릅니다

00:01:34.923 --> 00:01:38.726
아마도 우리는 쿼크들이 기하학에서 말하는 점이라고 생각합니다

00:01:38.726 --> 00:01:41.575
0차원이라고 생각해보는거죠

00:01:41.575 --> 00:01:44.846
우리는 쿼크와 전자들이 우주에서

00:01:44.846 --> 00:01:47.376
가장 기본적인 구성물이라고 생각합니다

00:01:47.376 --> 00:01:49.512
전자들은 원자핵을 공전합니다

00:01:49.512 --> 00:01:53.359
전자들은 2,200km/s로 움직이는데,

00:01:53.359 --> 00:01:57.537
지구를 18초면 한바퀴 돌 정도로 빠른거죠

00:01:57.537 --> 00:02:01.542
쿼크와 마찬지로 우리는 전자들도 기본적인 입자들이라고 생각합니다

00:02:01.542 --> 00:02:07.590
99.999999999999% 의

00:02:07.590 --> 00:02:10.912
원자의 부피는 그냥 빈 공간입니다

00:02:10.912 --> 00:02:12.892
그게 아닌것만 빼면요.

00:02:12.892 --> 00:02:18.989
우리가 빈 공간이라고 여기는건 사실 양자 요동으로 채워진 공간입니다

00:02:18.989 --> 00:02:23.622
잠재적인 에너지들과 함께 입자들의 생성과 소멸이 자발적으로 나타나는 곳이죠

00:02:23.622 --> 00:02:28.347
이 요동은 하전입자들의 상호작용에 있어서 기본적인 영향을 줍니다

00:02:28.347 --> 00:02:30.203
하지만 이 주제는 다른 영상에서 다뤄보도록 하죠

00:02:30.203 --> 00:02:34.469
핵과 전자들은 공간을 얼마나 차지하고 있을까요?

00:02:34.543 --> 00:02:36.403
엠파이어 스테이트 빌딩의 원자들에서

00:02:36.734 --> 00:02:38.839
핵 사이의 빈 공간을 모두 빼버린다고 한다면,

00:02:38.918 --> 00:02:42.018
그 핵들을 모아놓은 크기는 쌀 한톨정도의 크기가 됩니다

00:02:42.018 --> 00:02:44.757
사람의 원자핵을 모두 모은건 티스푼 안에 들어갈 정도죠

00:02:44.757 --> 00:02:49.139
이렇게 원자핵들만 모인 극한의 물체가 사실 존재합니다

00:02:49.139 --> 00:02:52.721
중성자별에는, 원자핵들이 서로 아주 빽빽하게 모여서,

00:02:52.721 --> 00:02:57.071
태양 세개정도의 질량이 몇 킬로미터 폭 안에 들어갈 정도죠

00:02:57.071 --> 00:03:00.831
그나저나, 원자는 어떤 모습일까요?

00:03:00.831 --> 00:03:03.414
음, 이런 식입니다

00:03:03.414 --> 00:03:07.479
전자들은 파동의 성질을 가지면서 동시에 입자이기도 합니다

00:03:07.479 --> 00:03:11.561
우리는 일정 시간동안 전자들이 어디에 있을지 계산만 해낼 수 있습니다

00:03:11.561 --> 00:03:14.677
오비탈이라고 불리는 이 확률의 구름은

00:03:14.677 --> 00:03:18.224
전자들이 95%의 확률로 존재할것으로 생각되는 위치입니다

00:03:18.224 --> 00:03:20.893
전자를 찾게 될 확률은 핵으로 부터 멀어질수록

00:03:20.893 --> 00:03:23.316
0에 가까워지게 되는데,

00:03:23.316 --> 00:03:26.311
하지만 절대로 0이 되진 않습니다. 이게 무슨 뜻이냐면

00:03:26.311 --> 00:03:30.972
이론적으로, 원자의 전자가 우주의 다른쪽에 있을 수도 있다는 것이죠

00:03:30.972 --> 00:03:32.657
좋아요, 그런데 잠깐만요

00:03:32.657 --> 00:03:35.990
이 이상한것들이 우주의 모든 물질들을 구성하네요

00:03:35.990 --> 00:03:38.640
알려진 이 수십개들의 원소들에는

00:03:38.640 --> 00:03:42.269
또 수십개의 기본적인 입자들이 필요한것이 아니라 세 개면 되는겁니다

00:03:42.269 --> 00:03:46.485
양성자 하나와 전자를 집으면 수소가 됩니다

00:03:46.485 --> 00:03:49.648
거기에 양성자와 중성자를 더하면 헬륨이 되죠

00:03:49.648 --> 00:03:51.892
거기에 좀 더 더하면 탄소가 되고,

00:03:51.892 --> 00:03:55.769
더 더하면 플루오린, 거기에 더 많이 더하게 되면 금 등등

00:03:56.691 --> 00:03:59.516
모든 원소들의 원자도 같습니다

00:03:59.516 --> 00:04:03.164
예를들어, 우주의 모든 수소원자는 똑같습니다

00:04:03.164 --> 00:04:07.635
당신 몸의 수소원자는 태양의 수소원자와 정확히 일치하는거죠

00:04:07.635 --> 00:04:11.056
좀 당황스러운가요? 당연히 그럴거에요

00:04:11.056 --> 00:04:14.761
이 정도 규모의 우주는 우리의 세계에선 이해가 되지 않죠

00:04:14.761 --> 00:04:18.763
그런데 우린 아직 양자역학이나 입자와 같이 더 이상한것에 대해선

00:04:19.015 --> 00:04:20.878
아직 이야기를 시작도 하지 않았죠!

00:04:21.028 --> 00:04:23.121
원자에 대한 모형은 우리가 처음 상상했을 때부터

00:04:23.366 --> 00:04:24.947
시간이 지나며 여러번 바뀌어 왔고,

00:04:25.012 --> 00:04:27.832
현재의 모형도 마지막 모형이 되진 않을겁니다

00:04:27.832 --> 00:04:30.165
그러니까 과학자들이 연구하는걸 지원해 주자구요

00:04:30.165 --> 00:04:33.986
그리고 우리의 존재의 기본이 되는

00:04:33.986 --> 00:04:38.103
이 이상한 세계에 대한 다음단계의 놀라운 정보를 기다립시다