민족대명절 한가위를 맞이하여 여러분께 간단한
사고실험을 소개해드리겠습니다.
제가 올린 사진들은 모두 단면도입니다. 수박을 반으로 쪼개서 보는것처럼 생각하시면 됩니다.
우주에서 바라본 지구입니다.
노란색 점은 땅이고, 파란색 점들은 지구 대기를 구성하는 기체의 분자들 이며, 하얀색 부분은 진공입니다.
대기를 구성하는 기체는 질소, 산소, 이산화탄소 등등 여러가지가 있지만 쉽게 한 종류로 생각합니다.
그런데 갑자기 전지전능한 악마가 나타나서 지구의 일부분을 거대한 컵으로 덮어버리고 땅과 밀봉해버립니다.
뚜껑만 덮어버린 것에 불과하므로 이전과 별다른 차이는 없습니다.
그리고 악마가 컵으로 덮어 놓은 곳을 제외한 나머지 대부분의 인간과 동식물을 죽이려고 컵의 바깥부분 공기들을 전부 가지고 가버립니다.
이때도 역시 컵
안에는 밀봉된 상태이므로 여전히 이전과 별다른 차이는
없습니다.
자, 이제 실험의 사이즈를 줄여서 사고실험을 계속하겠습니다.
땅 위에 외부의 온도에 영향을 받지 않는 단열처리된 상자가 있습니다.
상자는 외부에서 공기를 넣을 수 있는 장치가 있으며 내부는 진공상태입니다.
공기를 소량 주입하면 기체분자들은 중력에 의해서 아래로 가라앉아 층을 형성하고, 위는 진공으로 남게 됩니다.
상자 속의 상황이 악마가 덮어놓은 컵 안의 상황과 똑같기 때문입니다.
하지만 실제 현실은 다릅니다. 진공에 기체를 집어넣으면 확산이 일어나서 위의 사진과 같이 퍼지게 됩니다.
이것은 직관적으로 봤을 때도 너무나 당연한 사실이며, 물리학과 수업을 듣는다면 통계물리 이론수업 때 자세히 배울 수 있습니다.
하지만 이거 배운다고 삶에 큰 도움이 되는 건 아니라서 별로 추천하진 않습니다.
과학에서는 이론에 모순이 되는 반례가 단 한가지라도 존재할 경우, 이론은 거짓이 됩니다.
따라서 지구가 둥글고, 중력이 기체를 당겨서 대기를 형성하고 있다는 이론은 거짓입니다.
여러분 모두 즐거운 추석연휴 보내세요.
P.S. 혹시나 물리학과에 지원하시려는 수험생분들이 계시다면 물리학과에 가지않는것을 추천드립니다.
교수들이 학생들한테 이상한거 가르쳐요.
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