Where does energy come from? - George Zaidan and Charles Morton

우주의 모든 에너지 - 조지 자이단(George Zaidan), 찰스 몰튼(Charles Morton)

번역: K Bang 검토: Sujin Byeon

Energy is not easy to define.

에너지를 정의하기는 쉽지 않습니다.

Things have energy,

만물은 에너지를 가지고 있습니다.

but you can't hold

a bushel of energy in your hands.

하지만 에너지를

손 안에 가두어 놓을 순 없죠.

You can see what it does,

에너지가 어떤 일을 하는지 볼 수는 있습니다.

but you can't see it directly.

하지만 에너지를 직접 볼 수는 없습니다.

There are different types of energy,

에너지에는 여러가지 형태가 있습니다.

but the differences between them

하지만 그 에너지가 다른 사물을 어떻게 움직이느냐에 따라

are manifested only in how they make stuff behave.

에너지의 차이점이 나타내어집니다.

We do know that the total amount

우주 안에 있는

of all the different types of energy in the universe

모든 형태의 에너지의 총량은

is always the same.

항상 일정하게 유지됩니다.

And, for chemists, two important types of energy

화학자로서 중요한 2가지 에너지는

are chemical potential energy

화학적 위치에너지와

and kinetic energy.

운동에너지입니다.

Potential energy is energy waiting to happen.

위치에너지란 곧 발생하기를 기다리는 에너지입니다.

Think of a stretched rubber band.

늘어져 있는 고무줄을 떠올려보세요.

If you cut it,

줄을 자르면

all that potential energy

그 모든 위치에너지는

gets converted to kinetic energy,

운동에너지로 전환됩니다.

which is registered by you as pain.

아야~ 여러분에게는 고통으로 다가오겠지만요.

Like a stretched rubber band,

당겨진 고무줄처럼

chemical bonds also store energy,

화학적 결합도 에너지를 저장합니다.

and when those bonds are broken,

이런 결합들이 깨지게 되면

that potential energy gets converted

위치에너지는 다른 종류의

to other types of energy,

에너지로 변하게 됩니다.

like heat or light,

예를 들면 열이나 빛과 같은 것으로 말이죠.

or gets used to make different bonds.

아니면, 다른 형태로 결합할 수도 있죠.

Kinetic energy is the energy of motion,

운동에너지는 동작과 관련된 에너지 입니다.

and molecules are always moving.

분자들은 언제나 움직이고 있죠.

They're not necessarily going somewhere,

분자들이 어딘가를 향해서 가는 것은 아니지만

though they could be,

그럴 수도 있기는 하죠.

but they are vibrating,

하지만 분자들은 진동하거나

stretching,

bending,

and/or spinning.

늘어나거나

구부러지기도하고

회전하기도 합니다.

Take methane,

메탄의 경우에는

which is four hydrogens

4개의 수소 원자가

attached to a central carbon,

탄소 원자를 중심에 두고 붙어 있습니다.

as an example.

하나의 예가 되겠지요.

Drawn on paper,

종이에 그림으로 그리면

it's just a still tetrahedron.

메탄은 단순히 움직이지 않는 사면체입니다.

But in real life, it's a jiggling mess.

하지만 현실에서는 움직이고 있는 질량체입니다.

The kinetic energy of molecules

분자의 운동에너지는

is exactly the same type of energy

정확히 그런 종류의 에너지입니다.

as the energy you have

여러분이 가지고 있는 에너지는

when you're moving around,

여러분이 움직일 때 갖는 것이죠.

except that you can be still

하지만 여러분은 가만히 있을 수는 있지만

and molecules can't.

분자는 그렇게 할 수 없죠.

If you suck the kinetic energy

만약 운동에너지를

out of a group of molecules,

분자로 부터 빼내어 버린다면,

they'll move less,

조금 덜 움직이게 되겠죠.

but they'll never fully stop.

하지만 절대로 분자들은 완전 멈추지는 않습니다.

Now, in any group of molecules,

이처럼 어떠한 분자의 모임이든

some will have more kinetic energy than others.

어떤 분자들은 다른 분자들 보다 더 많은 운동에너지를 가질 수도 있습니다.

And if we calculate

그리고 만일

the average kinetic energy of the group,

운동에너지 모임의 평균을 계산하면,

we'd have a number mathematically related to

우리는 온도와 관련된 수학적인 수를

temperature.

알아낼 수 있습니다. 바로 온도이지요.

So, the more kinetic energy

그러니까 운동에너지가 많을수록

a group of molecules has,

분자 모임은

the higher its temperature.

조금 더 높은 온도를 가지게 됩니다.

And that means that on a hot day,

이 것이 의미하는 것은 더운날에

the molecules in the air around you

여러분 주위에 있는 공기중의 분자들은

are spinning, stretching, bending,

움직이고, 늘어나거나, 굽혀지고

and generally shooting around much faster

그리고 일반적으로 추운 날보다는

than on a cold day.

아주 빨리 돌아다닌다는 뜻입니다.

Now, hot and cold, by the way,

어찌됐든 뜨겁거나 추운 것은

are relative terms.

매우 상대적인 용어인거죠.

They're always used to compare

에너지는 항상 다른 에너지에 대해서

one thing to something else.

비교 대상이 됩니다.

So, on that hot summer day,

그러므로 더운 여름 날에

the air molecules have more kinetic energy

공기 분자는 여러분의 피부 분자 보다는

than the molecules in your skin.

더 많은 운동 에너지를 가지게 되는 것이죠.

So, when those air molecules crash into you,

그리고 그러한 공기 분자들이 여러분에게 부딪쳤을 때

they transfer some of their energy

분자의 에너지 일부를 여러분의

to the molecules in your skin,

피부 분자를 통해 이동시키게 됩니다.

and you feel that as heat.

그리고 여러분은 그것을 열로 느끼게 되는 것이죠.

On a cold day,

추운날에는,

the air molecules have less kinetic energy

공기 분자는 여러분의 피부 분자보나는

than the molecules in your skin,

좀 더 낮은 운동에너지를 가지고 있습니다.

so when you crash into those air molecules,

그러므로 공기 분자가 여러분의 피부에 부딪쳤을 때,

you actually transfer

여러분이 가지고 있는 에너지 일부가

some of your kinetic energy to them,

공기 분자로 옮겨가게 되는 것이죠.

and you feel that as cold.

그리고 여러분은 그것을 추위라고 느끼게 되는 것입니다.

You can trace the path of energy around you.

여러분은 주변 에너지의 흐름을 따라 갈수 있습니다.

Try it at your next cookout.

야외에서 요리할 때를 보면,

You burn charcoal

숯을 태울 때

and the release of that chemical potential energy

화학 에너지를 방출하게 됩니다.

shows up as extreme heat and light.

매우 뜨겁고 강한 빛으로 보여지게 되죠.

The heat then makes the molecules

그 열은 햄버거,

of your burgers, your hot dogs, or your vegetables

핫도그, 채소 각각의 분자 결합이

vibrate until their own bonds break

깨어질 때까지 진동하게 만듭니다.

and new chemical structures are formed.

그리고 새로운 형태의 화학적 형태로 만들어지게 되는 것이죠.

Too much heat and you have a charred mess;

너무 많은 열을 가하게 되면 물질을 새까맣게 만드는 겁니다.

just enough and you have dinner.

적당하게 되었을땐 저녁 식사가 되는 것이고요.

Once in your body,

한번 몸안에 들어오게 되면

the food molecules in your delicious,

여러분이 먹는 음식 분자나

or charred,

혹은 검게 탄 것이라도

dinner get broken down,

저녁은 분해가 될 것이고

and the energy released

에너지가 방출됨에 따라

is used to either keep you alive right now

당장 여러분을 살아갈 수 있게 하거나

or it's stored for later in different molecules.

나중을 위해서 다른 형태의 분자로 저장하게 됩니다.

As night falls,

밤이 깊어지면,

the hot summer air cools

여름의 뜨거운 공기는 차가워집니다.

and the flow of energy into you slows.

그리고 여러분에게 전가되던 에너지의 흐름도 느려지게 되죠.

Then, as the air reaches your skin temperature,

그리고 공기가 여러분의 피부 온도에 닿게 되는

for the briefest of moments,

매우 짧은 순간에

the flow stops.

그 흐름을 멈추게 됩니다.

And then it starts up again

그리고 다시 다른 방향으로

in the opposite direction

시작하게 됩니다.

as energy leaves the warmer surface of your skin

그런 에너지는 만들어지거나 부서지는게 아닙니다.

to return to the universe around you,

에너지가 여러분의 피부 표면에 온기를 남기기면서

that energy, neither created nor destroyed,

그 형태만 변하게 되는 것이죠.

but ever shape-shifting,

여러분 주위로 돌아가게 되는 것이죠.

the chameleon phoenix of our physical world.

물리 세계의 카멜레온 현상입니다.