Can you solve the Big Bang riddle? - James Tanton

번역: Taeyoung Jang 검토: DK Kim

It’s moments after the Big Bang and... wow, you’re still reeling.

빅뱅 이후로 시간이 꽤 지났지만,

여러분은 아직 떠돌아다니고 있습니다.

You’re a particle of matter, amidst a chaotic stew of forces,

여러분은 물질 입자이고

힘, 융합과 소멸의 혼돈 한가운데에 있습니다.

fusion, and annihilation.

If you’re lucky and avoid being destroyed by antimatter,

운이 좋아 반물질에 의해 파괴되지 않는다면,

you'll be the seed of a future galaxy.

여러분은 미래의 은하를 이룰 씨앗이 될 것입니다.

You gravitate towards a ring of particles that have devised a game.

여러분은 어떤 게임을 고안한 입자들의 고리에 이끌립니다.

A friendly gluon explains:

친절한 글루온이 설명합니다:

there are an equal number of matter and antimatter particles.

고리에는 물질과 반물질이 같은 수만큼 있습니다.

At the blow of a cosmic whistle,

우주 호루라기가 울리면,

every particle of matter with a particle of antimatter to its immediate right

자신의 바로 오른쪽에 반물질 입자가 있는 모든 물질 입자들은

will merge with that anitparticle to—poof!— both annihilate.

그 반물질 입자와 융합해서 펑하고 소멸될 것입니다.

The circle will tighten to make a smaller circle,

고리는 더 작은 원으로 줄어들고,

and the process will repeat until just one particle of matter remains.

이 과정은 입자가 단 한 개 남을 때까지 반복됩니다.

They’d been waiting for someone like you, as with a perfectly balanced setup,

그들은 여러분 같은 입자를 기다리고 있었습니다.

완벽하게 균형잡힌 상태에선 마지막에 아무도 남지 않거든요.

no one would be left in the end.

As guest of honor, they’ll let you choose where to insert yourself into the ring.

손님에 대한 예우로,

그들은 여러분에게 고리에서 자리를 고를 수 있게 해줬습니다.

What spot should you choose to make sure you’re the last particle standing?

최후까지 살아남는 입자가 되려면 어느 자리에 들어가야 할까요?

Pause here if you want to figure it out for yourself.

여기서 멈추고 생각해보세요.

정답 3초 전

정답 2초 전

정답 1초 전

Explanation in 3

설명 3초 전

Explanation in 2

설명 2초 전

Explanation in 1

설명 1초 전

A general strategy can’t rely on knowing what the circle looks like.

고리가 어떤 모양인지 아는 것으로는 일반적인 전략을 짤 수 없습니다.

But we can rely on how it should end: with you as the last particle standing.

하지만 어떻게 끝나야하는지로는 할 수 있습니다.

여러분이 최후의 입자가 되는 거죠.

Let's start there and work backwards.

거기서부터 시작해서 거꾸로 풀어나갑시다.

Just before this, there were also some matter/antimatter pairs.

바로 전에, 입자/반입자 쌍이 몇 개 남아 있었습니다.

Here’s 3 for the sake of example.

예를 들어 3쌍이라면 이렇습니다.

This right away suggests a strategy.

이렇게 되면 바로 전략을 세울 수 있습니다.

You can simulate annihilations in any circle

여러분은 어떤 고리의 모든 이웃한 입자 쌍들을

by marking all pairs of adjacent particles,

표시한 다음 이것을 계속하여 마지막 쌍이 남을 때까지

then the newly adjacent pairs, and so on, to reach this final set.

반복하는 방법으로 모의 실험을 할 수 있습니다.

If you map them back to the original circle,

최초의 원까지 거꾸로 추론한다면,

standing to the immediate left of those final matter particles

마지막 물질 입자의 바로 왼쪽이나

or the immediate right of final antiparticles

마지막 반물질 입자의 바로 오른쪽에

means you’ll reach this endgame state and survive.

위치한다는 것은 최후까지 살아남는 것을 의미합니다.

So here are the safe spots in all three given circles.

그러므로 이곳들이 세 고리에서 안전한 장소입니다.

You find a good position and experience the bittersweet radiance

야러분은 안전한 자리를 고른 후

입자들이 서로 짝을 짓고 순수한 에너지가 되어 내보내는

of your new friends pairing off and becoming pure energy.

달콤씁쓸한 빛을 봅니다.

You’re soon left alone.

곧 혼자 남게 되겠죠.

But wait a minute!

잠깐만 기다려보세요!

Today’s the big day.

오늘은 특별한 날입니다.

You’re an intelligent creature of matter amidst a chaotic crowd of alien races.

여러분은 외계 종족의 혼잡한 모임 한가운데에 있는 지적인 입자입니다.

Every hundred million years,

일억 년마다,

sentient species of the galaxy send emissaries to the core

은하의 지적인 외계종족들은 모두의 조상인 우주의 씨앗에

to pay tribute to the galactic seed you’re all descended from.

경의를 표하기 위해서 중앙으로 대사를 보냅니다.

Each of the 27,182 attendees

참석한 대사들 27,182명은

has brought a cube of matter and a cube of antimatter.

반물질 하나와 물질 하나씩을 가져왔습니다.

Except you: you’ve been chosen to represent your famed ancestor

여러분은 빼고요.

여러분은 명성 높은 선조를 대신하여

and reenact its moment of choice.

결정의 순간을 재연하기 위해 선택되었습니다.

Everyone places their matter and antimatter cubes in a ring.

모두가 반물질과 물질을 고리 모양으로 놓았습니다.

Your job: pick a spot to stand where you won’t be annihilated.

여러분의 역할은 고리에서 소멸되지 않을 자리를 고르는 것입니다.

The ring is too large to simulate annihilations like before,

고리가 너무 커서 저번처럼 모의 실험을 하긴 어렵지만,

but you have a programmable device you can point at spots between cubes.

입자 사이의 공간을 비출 수 있는

프로그램 가능한 장치가 있습니다.

The device can detect the full sequence of cubes around the circle,

이 장치는 고리에 있는 입자의 전체 배열을 알아낼 수 있고,

count cubes of each type, perform arithmetic,

물질과 반물질 입자의 수를 세고,

사칙연산과 간단한 논리적 명령을 실행할 수 있습니다.

and carry out simple logical commands.

How do you program your device to identify safe spots?

장치를 어떤 식으로 프로그램해야 안전한 위치를 찾을 수 있을까요?

Pause to figure it out for yourself. Answer in 3

여기서 멈추고 생각해보세요. 정답 3초 전

Answer in 2

정답 2초 전

Answer in 1

정답 1초 전

Let’s go back to our earlier approach:

이전의 접근 방식으로 돌아가봅시다.

running time backwards starting from you alone,

혼자 남은 시점부터 시간을 앞으로 돌려

then a sequence of pairs of cubes.

입자 조각 쌍들이 있던 시점까지 갑니다.

A second step back produces more pairs nestled between existing cubes.

두 단계 뒤로 돌려보면

기존에 있던 입자 사이에 다른 입자들이 더 추가됩니다.

As does the next, and the next, each adding nestled pairs

이 과정을 반복하면 입자 쌍들이 계속 추가됩니다.

like a Russian doll of fundamental particles.

마치 러시아의 마트료시카 인형처럼 말이죠.

A pair never forms around an existing cube because only adjacent cubes annihilate.

바로 옆의 입자끼리만 소멸되기 때문에,

기존의 입자 옆에는 새 쌍이 생기지 않습니다.

Your survival depends on the matter particles to your right

여러분의 생존은 오른쪽에 있는 물질 입자들이

buffering you from antimatter.

반물질 입자로부터 여러분을 보호해주는 것에 달려있습니다.

We can mathematically model this idea with a sum, starting with your +1.

자신을 +1로 잡은 다음 더하는 방식으로

수학적 모형을 만들 수 있습니다.

For instance, this would be +1+1-1+1-1.

예를 들어, 이 경우는 +1+1-1+1-1이 됩니다.

From your perspective, no matter how far you look,

여러분의 관점에서는, 식의 길이와 상관없이

this sum will be positive.

총합은 항상 양수일 것입니다.

Considering how we introduced pairs, this makes sense—

입자 쌍이 어떻게 삽입되었는지 생각해본다면, 당연합니다.

each inserted plus was immediately followed by a minus.

+1 이 더해질 때마다 -1이 바로 따라옵니다.

If we examine the starting position of any other matter cube,

다른 지점에서 계산을 해본다면,

its sum will eventually hit zero.

총합은 언젠간 0이 될 것입니다.

The moment that happens marks its exact annihilation partner.

그 시점에서의 입자가 같이 소멸될 대상이 됩니다.

Again, our introduction of pairs reflects this;

다시 말하지만, 설정한 입자 쌍은 이를 반영하고

nestled pairs only delay the inevitable for the outer cubes.

안쪽의 입자 쌍들은 바깥의 입자들이 소멸되는 순간을 늦출 뿐입니다.

We can now program the device.

이제 장치를 프로그래밍할 수 있습니다.

Start a running sum with +1, representing you,

여러분을 나타내는 +1로 계산식을 시작한 후

and scan around the circle.

고리를 한 바퀴 살펴보세요.

For each matter cube, add one,

물질 입자마다 1을 더하고

and for each antimatter cube, subtract one.

반물질 입자마다 1을 빼십시요.

If all 54,364 cubes have been scanned

입자 54,365개를 모두 살피고

without the sum ever hitting 0,

총합이 0이 되지 않는다면,

that spot is safe.

그 자리는 안전합니다.

Nothing left to do but enjoy the fireworks.

이제 남은 일은 입자 불꽃놀이를 감상하는 것입니다.