좋은 질문들을 여러 층위에서 던지셨네요.
말씀하신 부분에는 물리학 개념의 혼동과 비유적 사고의 전환점이 섞여 있습니다. 차근히 정리해드리겠습니다.
핵심 요지:
우주 팽창은 <em>은하와 은하 사이의 거시적 공간</em>에서만 일어납니다.
지구-태양처럼 **중력적으로 결합된 계(system)**에는 팽창 효과가 미치지 않습니다.
이유:
<ul><li>
우주 팽창은 공간의 평균적 거리를 늘리는 효과입니다.
</li>
<li>
하지만 태양과 지구는 서로의 중력 결합 에너지로 공간의 팽창보다 훨씬 강하게 묶여 있습니다.
</li>
<li>
결과적으로 국소적 중력장이 팽창 효과를 억제합니다.
(비유하자면: 고무줄이 늘어나도, 묶인 매듭 부분은 같이 늘어나지 않습니다.)
</li>
</ul><hr><h3>2. ? “양성자가 전하를 가진다면 전자를 끌어당기는 힘이 너무 커야 하지 않는가?”</h3>
좋은 지적입니다. 여기에는 전기력과 양자역학의 균형이 숨어 있습니다.
<ul><li>
양성자(+)와 전자(-) 사이의 쿨롱 인력은 실제로 매우 큽니다.
</li>
<li>
하지만 전자는 ‘고전적인 입자’처럼 떨어져 있지 않고, 확률파동(ψ) 으로 존재합니다.
</li>
<li>
전자는 파동함수의 안정 상태(오비탈) 속에서, 핵에 ‘낙하’하지 않고 안정된 에너지를 가집니다.
</li>
<li>
이 안정 조건은 슈뢰딩거 방정식
[
\hat{H}\psi = E\psi
]
에서 핵-전자 계의 해로 나타납니다.
즉, 전자는 끌려가면서 동시에 자신의 운동 에너지로 이를 상쇄하여 안정됩니다.
이를 **양자적 평형(Quantum Balance)**이라고 부릅니다.
</li>
</ul><hr><h3>3. ⚡ “중성자가 양성자의 전하를 상쇄한다는 가설은 없다?”</h3>
여기서 약간의 오해가 있습니다.
<ul><li>
중성자는 전하를 갖지 않지만, 내부에는 **쿼크(업, 다운)**가 존재합니다.
</li>
<li>
이 쿼크들의 전하가 +⅔, -⅓ 등으로 조합되어 결과적으로 전하가 0이 됩니다.
</li>
<li>
따라서 “중성자가 양성자의 전하를 상쇄한다”기보다, 핵 전체의 전하가 중성자 비율에 의해 조절된다는 것이 맞습니다.
(예: 헬륨 원자핵은 양성자 2, 중성자 2 → 전하 +2.
하지만 전자 2개가 존재하여 전체 전하는 0.)
</li>
</ul><hr><h3>4. ? “지구가 자전하는데 왜 뛰어도 다른 곳에 도착하지 않는가?”</h3>
이것은 관성의 법칙으로 설명됩니다.
<ul><li>
지구 위에 있는 우리는 이미 지구의 회전 속도(적도 기준 약 465 m/s)를 함께 가지고 있습니다.
</li>
<li>
뛰어도 그 속도에 그대로 더해지거나 빼집니다.
</li>
<li>
즉, 같은 회전틀(inertial frame) 안에서 운동하기 때문에 상대적인 위치 변화가 거의 없습니다.
(비행기 안에서 뛰어도 창문 밖 풍경이 급격히 바뀌지 않는 이유와 같습니다.)
</li>
</ul><hr><h3>5. ? “빨리 달리면 시간이 느려지는 건 상대성이론 때문인가?”</h3>
맞습니다.
이는 아인슈타인의 특수상대성이론의 핵심 결과 중 하나입니다.
<li>
속도가 광속에 가까워질수록, 외부 관찰자 기준으로 시간이 느리게 흐릅니다.
</li>
<li>
수식으로 표현하면:
[
t' = \frac{t}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}
]
여기서 ( v )는 속도, ( c )는 광속입니다.
</li>
<li>
하지만 일상적인 속도(예: 100m 달리기 수준)에서는 ( v/c \approx 10^{-7} ) 정도로 너무 작아서, 시간 지연은 사실상 감지되지 않습니다.
</li>
</ul><hr><h3>? 요약</h3>
| 우주 팽창 | 국소 중력 결합이 팽창보다 강함 |
| 전자–양성자 힘 | 양자역학적 평형으로 안정 |
| 중성자 역할 | 전하 0 유지, 쿼크 조합의 결과 |
| 지구 자전 | 관성계 동일, 상대 위치 불변 |
| 시간 지연 | 속도 비율이 매우 작아 감지 불가 |
원하신다면, 이 내용을 **‘고전역학 vs 상대론 vs 양자론의 경계에서 본 인류 물리 인식의 오해’**라는 주제로 정리된 논문식 서문 형식으로 써드릴 수도 있습니다.
그렇게 해드릴까요?
시간지연은 오류