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@Chapter
11. Story after symmetry broken (1)

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빅뱅터지고 맨 처음 분화되어 나온 힘이 중력이다. $10^{-43}$sec (플랑크 타임)
그 뒤 강한 상호작용이 분화되어 나옴. $10^{-35}$sec
그 뒤 약한 상호작용이 분화되어 나옴. $10^{-12}$sec
그 뒤 약한 상호작용 가지에서 전자기상호작용이 분화됨. $10^{-6}$sec

극히 찰나의 순간에 4가지힘 모두가 분화됨.

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지구 행성계를 만들고 생명체를 만든 힘은 중력과 전자기상호작용이다.

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전자기상호작용은 크게 4가지 힘으로 나눌수 있다.

1.공유결합.
	지표면에 있는 $SiO_{2}$.
	생체의 여러가지 유기분자.
2.이온결합.
	NaCl같은 이오닉 화합물.
3.금속결합.
4.수소결합.
	DNA이중나선의 결합.(일부 공유결합.)

도표.
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찰나에 힘이 분화되고 대략 100초(3분) 간 우주에서의 기본입자인 수소와 헬륨의 원자핵이 형성되는게 빅뱅 터지고 3분후이다.

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우주의 별을 구성하고 있는 원소들은 수소가 70퍼센터, 헬륨이 25퍼센트이다.

그 이후 우라늄까지의 원소들은 수퍼노바나 별내의 핵융합에 의해서 생성된다.

행성시스템이나 생명시스템은 어쩌면 수소가 타고남은 재에서 생겨난 것이라고 볼 수도 있다.

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WMAP인공위성이 빅뱅이후 38만년 되었을때의 초기 우주의 사진을 찍었다.

그때 수소원자의 핵이 있었다. $H^{+}$ 그 주변을 자유전자 $e^{-}$ 가 우주 전체의 에너지에 의해서 돌아다녔다. 그러면서 우주가 팽창하면서 식어갔고 자유전자들의 돌아다니는 속도가 떨어졌다. 수소원자의 핵, 즉, 양성자의 쿨롱포스에 의해서 자유전자가 갇히게 된다. 양성자와 일렉트론이 하나의 쌍이 되었다. 이것이 수소원자의 탄생이다. 그 과정을 일컬어 electron capture 라고 한다. 수소원자핵이 가운데 있고 일렉트론이 궤도를 돌게되었다. 수소에 갇히지 않은 일렉트론들은 운동속도가 느려져서 광자들을 난반사했고 포톤이 빠져나올수가 없게된다. 우주가 안개같은 상태가 되었다. 불투명한 우주다. 우주가 더욱 팽창하고 식어서 3000K가 되었을때 일렉트론의 운동속도가 더욱 떨어졌고 양성자가 갖고있는 쿨룽포스에 의해서 상당수의 일렉트론이 갇히게 되었다. 따라서 광자의 입장에서는 방해하는 일렉트론이 없어져 우주가 투명한 상태가 되었다. 광자가 광속도로 이동할수 있었을때가 바로 이 시기이며 빅뱅이후 38만년 이후의 시기이다. 그때 쏟아져 나온 빛을 2003년에 WMAP인공위성이 촬영한 것이다.

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초기우주는 quantum fluctuation에 의해서 imflation theory에 의하면 한점이 $10^{50}$배로 팽창한것이다. 그러면서 물질에 마이크로픽한 불균일 이 생긴다.

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38만년 지났을때 10만분의1 온도 편차가 생겼다. 이러한 불균일이 시드가 되서 중력에 편차가 생겼다. 물질이 많이 모여있는곳 물질이 성기게 모인곳 처럼. 많이 물질이 모인곳이 별의 탄생, 갤럭시를 형성하게 됨.

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빅뱅이후 2억년 뒤에 최초의 별이 형성됨.

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파랑색과 노란색의 온도차이는 10만분의 1도차이이다. 거의 균일하다고 봐도 무방할 정도로 미세한 온도차이이다. 이런 미세한 온도차이가 물질의 응축을 가져올수있고 지금 우리의 기원까지 설명할 수 있다.

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38만년후의 온도편차에 의한 양상을 시뮬레이션한 결과와 매핑한 결과 우주는 플랫하다. 137억년이 지난 지금의 우주는 플랫하다는 1차 결론을 얻었다.

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10만분의1도의 온도편차가 얼마나 놀랍나면, 지구에서는 극지방은 -63도, 적도에서는 37도, 거의 100도에 가까운 온도편차이다. 지금은 우주가 식어서 평균 -2.7도K 이다.

우주는 온도에 있어서 대칭이다.

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공간은 수많은 방향과 차원으로 움직일 수 있다. 그러나 시간을 제거하면 원인과 결과는 산산조각이 난다. 물리학자들이 우주를 이해하면 할수록 점점 더 대칭적으로 보인다. 150년 전까지만 해도 전기와 자기는 완전히 별개라고 여겨졌지만 지금은 그것들이 같은 현상의 다른 측면임을 알고 있다.

물질과 에너지도 마찬가지이고, 중력과 관성도 그렇고 시간과 공간도 그렇다. 우주의 시계를 훨씬 더 뒤로 돌리면 돌릴수록 모든 것을 낳는 완벽한 대칭은 그 무엇(또는 무)의 재현에 더 가까워질 것이다. 다시말해 시간은 무 속에서 존재할 수 없고 무는 시간속에 존재할 수 없다. 모든 것은 시간에 의존한다.

-우주의 구멍.

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시간에 있어서 시공의 흔들림이 물질을 만들어 내는 것이다.

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시간과 공간의, 즉, 무의 조각인 태초의 인스탄톤이 있다고 하자. 이것은 양자역학적으로 요동한다. 그 다음에 인스탄톤(우리말로 순간자-시공의 조각)은 팽창하여 우주가 된다. 그러면 원자보다 미세한 이 흔들림은 어떻게 될까? 이것은 우주와 함께 어마어마한 크게로 뻥튀기 된다. 이 미세한 요동은 오늘날 은하꼐보다 더 커졌다.

따라서 이제까지 태어난 모든 사람들은 그들의 몸을 구성하는 원자들 속에 태초의 요동의 흔적을 간직하고 있다고 할 것이다. 이 요동은 우주 최초의 빛인 대폭발의 잔광에 흐적을 남겼고, 우리는 이것을 볼 수있다.

- 우주의 구멍.

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슈퍼컴퓨터의 시뮬레이션으로 부터 137억년 까지 전체 우주 물질의 3차원 구조를 시뮬레이션 한 결과이다.

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여러가지 우주의 물질들의 연결들. 별의 질량이 클수록 수명은 짧다.

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오브젝트 메시아 넘버 1 안드로메다 갤럭시.

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300만개의 실제 갤럭시를 측정한걸 좌표로 해서 점을 찍어보면 가장 큰 스케일에서는 갤럭시의 분포가 거의 유니폼하다.

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현대 천문학에서 두가지 중요한 관측결과.
1.우주는 균일하다. 거시적 레벨에서 물질의 대칭은 아직도 깨지지 않았다.
국부적인 대칭이 깨진것 있다.

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별들의 일생 초기질량에 의해서 크게 3가지.

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태양보다 10배이상 큰 별은 나중에 수퍼노바를 거쳐서 블랙홀이 된다.

태양을 포함해 태양보다 1.4배 질량 이하인 별은 백색왜성이 된다. 태양은 아마도 70억년 후쯤.

태양 질량의 3-5배쯤 되는 별들은 수퍼노바를 거쳐서 코어에서 남은 부분이 중성자로 이루어진 별이 된다.

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별이 형성되는 구체적인 양상.

별이 형성되는 초기단계에서는 핵융합이 형성될 무렵에 극방향으로 물질의 분출이 일어난다. bipolar ejection.

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별의 정의 : 핵융합에 의해서 불타는 수소 가스.

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가벼운 원소인 수소는 안쪽에 모여서 별이 형성되고, 무거운 원소들은 바깥으로 돌면서 행성계를 만든다.

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시아노 박테리아가 탄소 동화작용을 통해 35억년전에 최초로 산소를 바다, 그리고 대기에까지 농축시켰다. 시아노 박테리아와 모래, 이끼 등 뭉친게 스트로마톨라이트이고 전 지구적으로 나타나며 특히 호주의 샤크베이에 많다.

시아노 박테리아는 지금까지 산소를 만들어 내고 있다.

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리처드 포티의 표현에 따르면, 이것이야말로 진정한 시간여행이다. 사람들이 진정한 신비를 찾는 다면 이것이야말로 기자의 피라미드만큼 잘 알려졌어야만 한다. 빌 브라이슨-거의 모든 것의 역사.

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대칭이 지배하는 세계 - 에델만.
그 무용담은 대칭이 지배하는 세계에서 시작한다. 대칭이 깨질 때만, 화학작용이 이루어질 때만, 커다란 안정된 분자들이 나타날 때만, 비가역적인 선택적 사건이 나타날 때만, 기억은 마음이 출현하게 이끈다.

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눈송이와 시공간 - 브라이언 그린 - 우주의 구조. 우주의 대칭성과 진화.
리처드 파인만은 이런 말을 한 적이 있다. 현대 과학이 이룩한 모든 업적들 중에서 가장 중요한 것을 골라 하나의 문장으로 요약하라는 주문을 받는다면, 나는 이 세계는 원자로 이루어져 있다 는 문장을 꼽을 것이다. 그런데 여기에 또 하나의 문장이 추가될 여지가 남아있다면 아마도 대부분의 과학자들은 우주가 운영되는 법칙의 저변에는 대칭성이 깔려있다 는 문장을 선택할 것이다.

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no difference.

물리학이나 공대쪽에서 가장 많이 쓰는 미분기호. gradient, laplacian.

gradient 위태로운 모양이다, 벡터의 미분기호이다.

$\overrightarrow{\bigtriangledown} = i\frac{\partial}{\partial x} + j\frac{\partial}{\partial y} + k\frac{\partial}{\partial z}\\$
$\overrightarrow{\bigtriangledown}f = i\frac{\partial f}{\partial x} + j\frac{\partial f}{\partial y} + k\frac{\partial f}{\partial z}$

어떤 현상의 공간상에 있어서 x축방향의 불균일도,,,,, 불균일이 있으면 difference가 있으면 에너지가 생기는 것이다.

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시간에 대하여 에너지를 미분하면 힘이된다.

$F=\frac{\mathrm{d}E}{\mathrm{d}t}$

에너지에 불균일이 생기면 포스가 나온다는 것이다.
$E \Rightarrow \bigtriangledown \rightarrow Force$

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우리 인간 관점에서 에너지 difference란 무엇인가?
감각기관으로 부터 들어오는 그로부터 만들어 지는 에너지 differenced이다.
미각의 경우 케미칼 에너지 디퍼런스. 청각의 경우 공기 진동의 메케니컬 에너지 디퍼런스. 후각은 케미컬 에너지 디퍼런스. 인체 감각기관은 차이만 감지할 수 있다. 등속운동은 디텍트 할 수 없다.

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나카자와 신이치.
대칭성 무의식이라는 논리학과 형이상학, 심리학이 결합된 개념을 통해 인류의 삶과 사고, 문명을 돌아보는 카이에 소바주 시리즈 5권.

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세포라는 대 우주(The lives of a cell)

루이스 토마스 미국 의사.

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도킨스 - 생명의 역사상 가장 결정적인 사건이라고 할 만한 것이 있다. 그것은 진정한 랑데부, 진핵(세포핵을 가진)세포의 탄생이 바로 그것이다. 진핵생물들은 (원핵)세균들의 표면에 있는 변덕스러운 거품에 다름 아니다.