Have we reached the end of physics? | Harry Cliff

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TED


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번역: Ju Hye Lim 검토: JY Kang
00:12
A hundred years ago this month, a 36-year-old Albert Einstein
0
12480
3696
100년 전 이 달, 36세의 알버트 아인슈타인은
00:16
stood up in front of the Prussian Academy of Sciences in Berlin
1
16200
3256
베를린의 프로이센 과학 아카데미에서
00:19
to present a radical new theory of space, time and gravity:
2
19480
4456
우주와 시간과 중력에 관한 혁신적인 새 이론을 발표했습니다.
00:23
the general theory of relativity.
3
23960
3016
바로 일반 상대성이론입니다.
00:27
General relativity is unquestionably Einstein's masterpiece,
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27000
3056
일반 상대성이론은 단연 아인슈타인의 걸작입니다.
00:30
a theory which reveals the workings of the universe at the grandest scales,
5
30080
3976
가장 거대한 규모인 우주의 작동 원리를 밝혀주는 이론으로,
00:34
capturing in one beautiful line of algebra
6
34080
2376
사과가 나무에서 떨어지는 이유에서부터
00:36
everything from why apples fall from trees to the beginning of time and space.
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36480
4520
시공간의 탄생까지 모든 것을 하나의 아름다운 선형대수학에 담아냈죠.
00:41
1915 must have been an exciting year to be a physicist.
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41720
3096
1915년은 분명 물리학자들에게 신나는 해였을 겁니다.
00:44
Two new ideas were turning the subject on its head.
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44840
3496
두 가지 새로운 발상이 물리학계를 발칵 뒤집어 놓았기 때문이죠.
00:48
One was Einstein's theory of relativity,
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48360
2336
하나는 아인슈타인의 상대성이론이었고
00:50
the other was arguably even more revolutionary:
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50720
3176
다른 하나는 단연코 훨씬 더 혁신적이었던
00:53
quantum mechanics,
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53920
1456
양자역학이었습니다.
00:55
a mind-meltingly strange yet stunningly successful new way
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55400
3536
놀랄만큼 독특하지만 굉장히 성공적인 접근방법으로
00:58
of understanding the microworld, the world of atoms and particles.
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58960
4280
원자와 입자의 세계인 미시적 세계를 설명하죠.
01:03
Over the last century, these two ideas have utterly transformed
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63920
3656
지난 100년간, 이 두 가지 발상으로 우주에 대한 우리의 지식은
01:07
our understanding of the universe.
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67600
1736
완전히 바뀌었습니다.
01:09
It's thanks to relativity and quantum mechanics
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69360
2336
상대성이론과 양자역학 덕분에
01:11
that we've learned what the universe is made from,
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71720
2336
우주가 무엇으로 이루어졌는지, 어떻게 태어났는지,
01:14
how it began and how it continues to evolve.
19
74080
2519
그리고 어떻게 진화하고 있는지를 알아낼 수 있었습니다.
01:17
A hundred years on, we now find ourselves at another turning point in physics,
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77360
4296
이제 100년이 지나, 우리는 물리학의 또 다른 전환점에 서 있습니다.
01:21
but what's at stake now is rather different.
21
81680
2480
하지만 이번엔 다른 문제입니다.
01:24
The next few years may tell us whether we'll be able
22
84840
2456
앞으로의 몇 년은
우리가 계속해서 자연을 더 알아갈 수도 있지만
01:27
to continue to increase our understanding of nature,
23
87320
2856
01:30
or whether maybe for the first time in the history of science,
24
90200
3416
과학 역사상 처음으로,
01:33
we could be facing questions that we cannot answer,
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93640
3936
우리가 똑똑하지 않거나 기술이 부족해서가 아니라
01:37
not because we don't have the brains or technology,
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97600
2576
물리 법칙이 막고 있어서 답할 수 없는 문제들을
01:40
but because the laws of physics themselves forbid it.
27
100200
3240
마주하게 될 수도 있습니다.
01:44
This is the essential problem: the universe is far, far too interesting.
28
104560
4576
근본적인 문제는 이겁니다. 우주는 정말 너무나도 흥미롭습니다.
01:49
Relativity and quantum mechanics appear to suggest
29
109160
2656
그런데 상대성이론과 양자역학은
01:51
that the universe should be a boring place.
30
111840
2296
우주는 지루한 곳이라고 말하고 있습니다.
01:54
It should be dark, lethal and lifeless.
31
114160
2896
어둡고 치명적이고 생명체가 없는 곳이라고요.
01:57
But when we look around us, we see we live in a universe full of interesting stuff,
32
117080
3936
하지만 주위를 둘러보면 우리가 별, 행성, 나무, 다람쥐같은
02:01
full of stars, planets, trees, squirrels.
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121040
3056
흥미로운 것들로 가득한 세상에 살고 있는 걸 볼 수 있습니다
02:04
The question is, ultimately,
34
124120
1496
그러니까 궁극적인 물음은,
02:05
why does all this interesting stuff exist?
35
125640
3296
왜 이런 흥미로운 것들이 존재하는 걸까요?
02:08
Why is there something rather than nothing?
36
128960
3080
왜 무(無)가 아니라 유(有)가 있는 걸까요?
02:13
This contradiction is the most pressing problem in fundamental physics,
37
133080
3496
이 모순이 일반물리학에서 가장 시급한 문제입니다.
02:16
and in the next few years, we may find out whether we'll ever be able to solve it.
38
136600
4720
앞으로 몇 년 간 우리는 영원히 풀 수 없을지 아닐지를 알게 되겠죠.
02:23
At the heart of this problem are two numbers,
39
143080
3096
이 문제의 중심에는 숫자 두 개가 있습니다.
02:26
two extremely dangerous numbers.
40
146200
2496
아주 위험한 숫자입니다.
02:28
These are properties of the universe that we can measure,
41
148720
2696
이 숫자들은 우주의 측정 가능한 특성들인데
02:31
and they're extremely dangerous
42
151440
1536
만약 약간이라도 달랐다면
02:33
because if they were different, even by a tiny bit,
43
153000
2416
우리가 지금 알고 있는 우주는
02:35
then the universe as we know it would not exist.
44
155440
2720
존재하지 않았을 것이기 때문에 매우 위험합니다.
02:38
The first of these numbers is associated with the discovery that was made
45
158720
3456
첫 번째 숫자는 이 강연실에서 몇 km밖에 떨어져 있지 않은
02:42
a few kilometers from this hall, at CERN, home of this machine,
46
162200
2976
CERN에서 발견한 것과 관련이 있습니다.
02:45
the largest scientific device ever built by the human race,
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165200
3056
인류가 만든 과학장비 중 가장 거대한
02:48
the Large Hadron Collider.
48
168280
1856
강입자충돌기(LHC)가 있는 곳이죠.
02:50
The LHC whizzes subatomic particles around a 27-kilometer ring,
49
170160
3976
LHC는 아원자 입자를 27km의 원형터널을 빠르게 지나가게 하면서
02:54
getting them closer and closer to the speed of light
50
174160
2456
점차 광속에 가깝게 만든 뒤에
02:56
before smashing them into each other inside gigantic particle detectors.
51
176640
4656
대형 입자검출기 안에서 입자를 서로 충돌시킵니다.
03:01
On July 4, 2012, physicists at CERN announced to the world
52
181320
4496
2012년 7월 4일에 CERN의 물리학자들은
03:05
that they'd spotted a new fundamental particle
53
185840
2536
LHC에서의 격렬한 충돌로 생겨난 새로운 기본입자를 발견했다고
03:08
being created at the violent collisions at the LHC: the Higgs boson.
54
188400
4360
세계에 발표했습니다. 바로 힉스 입자였죠.
03:13
Now, if you followed the news at the time,
55
193440
2056
그 당시에 뉴스를 보셨다면
03:15
you'll have seen a lot of physicists getting very excited indeed,
56
195520
3056
많은 물리학자들이 흥분한 걸 보셨을 겁니다.
03:18
and you'd be forgiven for thinking
57
198600
1656
우리가 새 입자를 발견할 때마다
03:20
we get that way every time we discover a new particle.
58
200280
2536
이렇게 반응한다고 생각하셔도 괜찮아요.
03:22
Well, that is kind of true,
59
202840
1336
어느정도 맞거든요.
03:24
but the Higgs boson is particularly special.
60
204200
2696
그렇지만 힉스 입자는 특히나 특별했습니다.
03:26
We all got so excited because finding the Higgs
61
206920
2456
힉스 입자의 발견으로 우주 에너지장의 존재를
03:29
proves the existence of a cosmic energy field.
62
209400
3336
증명할 수 있을 거란 생각에 모두 엄청나게 흥분했습니다.
03:32
Now, you may have trouble imagining an energy field,
63
212760
2616
에너지장을 머릿속에 그리는 게 힘드실 수도 있겠지만
03:35
but we've all experienced one.
64
215400
1429
우리 모두 느껴본 적 있습니다.
03:36
If you've ever held a magnet close to a piece of metal
65
216853
2536
금속 조각에 자석을 가까이 가져갔을 때
03:39
and felt a force pulling across that gap,
66
219413
2123
그 공간 너머에서 당기는 힘을 느꼈다면
03:41
then you've felt the effect of a field.
67
221560
1858
에너지장의 영향을 느껴보신 겁니다.
03:43
And the Higgs field is a little bit like a magnetic field,
68
223442
3374
힉스 장은 자기장과 약간 비슷합니다.
03:46
except it has a constant value everywhere.
69
226840
2816
모든 곳에 상수가 있는 것만 빼고요.
03:49
It's all around us right now.
70
229680
1456
힉스 장은 주변에 어디나 있습니다.
03:51
We can't see it or touch it,
71
231160
1736
보거나 만질 수는 없지만
03:52
but if it wasn't there,
72
232920
1216
만약에 그게 없다면 우리는 존재하지 않을 겁니다.
03:54
we would not exist.
73
234160
1440
03:56
The Higgs field gives mass
74
236200
1776
힉스 장은 우리를 구성하는
03:58
to the fundamental particles that we're made from.
75
238000
2376
기본 입자에 질량을 줍니다.
04:00
If it wasn't there, those particles would have no mass,
76
240400
2616
힉스 장이 없다면 기본 입자들은 질량이 없었을 거고
04:03
and no atoms could form and there would be no us.
77
243040
2680
그러면 원자가 만들어질 수 없고 그러면 우리도 없겠죠
04:06
But there is something deeply mysterious about the Higgs field.
78
246880
4456
하지만 힉스 장에는 무언가 매우 신비로운 것이 있습니다.
04:11
Relativity and quantum mechanics tell us that it has two natural settings,
79
251360
3696
상대성이론과 양자역학은 힉스 장에 두 가지 자연상태가 있다고 설명합니다.
04:15
a bit like a light switch.
80
255080
1656
마치 전등 스위치 같은 거죠.
04:16
It should either be off,
81
256760
1376
꺼져 있으면
04:18
so that it has a zero value everywhere in space,
82
258160
2656
우주 어디에서나 0의 값을 갖게 되고,
04:20
or it should be on so it has an absolutely enormous value.
83
260840
3360
켜져 있으면, 절대적으로 큰 값을 갖게 됩니다.
04:24
In both of these scenarios, atoms could not exist,
84
264840
2736
두 가지 경우 모두 원자는 존재할 수 없습니다.
04:27
and therefore all the other interesting stuff
85
267600
2136
그렇다면 우리 주변에서 보는
04:29
that we see around us in the universe would not exist.
86
269760
2639
다른 모든 흥미로운 것들도 존재하지 않게 되겠죠.
04:33
In reality, the Higgs field is just slightly on,
87
273000
3616
실제로는 힉스 장은 약간만 켜져 있는 상태입니다.
04:36
not zero but 10,000 trillion times weaker than its fully on value,
88
276640
5056
0은 아니지만 그 값을 완전히 가졌을 때보다 1경 배 더 약해요.
04:41
a bit like a light switch that's got stuck just before the off position.
89
281720
4120
스위치를 내리기 전에 끼어버린 상태와 비슷합니다.
04:46
And this value is crucial.
90
286480
1616
이 값은 매우 중요합니다.
04:48
If it were a tiny bit different,
91
288120
1856
약간만이라도 달랐다면
04:50
then there would be no physical structure in the universe.
92
290000
3656
우주에는 물리적 구조가 하나도 존재하지 않았을 겁니다.
04:53
So this is the first of our dangerous numbers,
93
293680
2176
이게 바로 첫 번째 위험한 숫자입니다.
04:55
the strength of the Higgs field.
94
295880
2056
바로 힉스 장의 힘이죠.
04:57
Theorists have spent decades trying to understand
95
297960
2736
이론 물리학자들은 수십년간 힉스장이 왜 이토록 독특하고
05:00
why it has this very peculiarly fine-tuned number,
96
300720
2656
정교한 숫자를 갖고 있는지 이해하려고 연구한 끝에
05:03
and they've come up with a number of possible explanations.
97
303400
2816
여러 가지 가능성 있는 이유를 생각해냈습니다.
05:06
They have sexy-sounding names like "supersymmetry"
98
306240
2936
"초대칭성"이나 "거대 여분차원"같이
05:09
or "large extra dimensions."
99
309200
1936
그럴듯한 이름이 있는데요.
05:11
I'm not going to go into the details of these ideas now,
100
311160
2776
지금 이 아디이어를 자세히 설명해드리진 못하지만
05:13
but the key point is this:
101
313960
2376
요점은 이겁니다.
05:16
if any of them explained this weirdly fine-tuned value of the Higgs field,
102
316360
3856
그 중 하나라도 이 이상하고 정교한 힉스 장의 값을 설명할 수 있다면
05:20
then we should see new particles being created at the LHC
103
320240
3736
우리는 LHC에서 힉스 입자와 함께 새 입자들도 만들어지는 걸
05:24
along with the Higgs boson.
104
324000
1976
볼 수 있어야 합니다.
05:26
So far, though, we've not seen any sign of them.
105
326000
2960
하지만 여태까지 우리는 그런 입자를 하나도 못 봤어요.
05:29
But there's actually an even worse example
106
329960
2056
하지만 위험한 숫자의
05:32
of this kind of fine-tuning of a dangerous number,
107
332040
2376
이 같은 정교한 짜임에 관한 더 안 좋은 예시가 있습니다.
05:34
and this time it comes from the other end of the scale,
108
334440
2616
이번 거는 저울의 정반대편에 있습니다.
05:37
from studying the universe at vast distances.
109
337080
2856
우주를 매우 먼 거리에서 관찰하는 것에서요.
05:39
One of the most important consequences of Einstein's general theory of relativity
110
339960
4336
아인슈타인의 일반 상대성이론의 가장 중요한 결론 중 하나는
05:44
was the discovery that the universe began as a rapid expansion of space and time
111
344320
4416
시공간의 급격한 팽창으로 우주가 시작되었음을 알아냈다는 것입니다.
05:48
13.8 billion years ago, the Big Bang.
112
348760
3776
바로 138억년전의 빅뱅이죠.
05:52
Now, according to early versions of the Big Bang theory,
113
352560
2656
빅뱅이론의 초기 주장에 따르면
05:55
the universe has been expanding ever since
114
355240
2176
그 때 이후로 우주는
05:57
with gravity gradually putting the brakes on that expansion.
115
357440
4056
중력의 영향으로 팽창 속도가 점차 느려진다고 주장했습니다.
06:01
But in 1998, astronomers made the stunning discovery
116
361520
3336
하지만 1998년에 우주비행사들이 실제로는 팽창이 가속화되고 있다는
06:04
that the expansion of the universe is actually speeding up.
117
364880
2816
놀라운 사실을 발견했습니다.
06:07
The universe is getting bigger and bigger faster and faster
118
367720
3136
우주는 암흑에너지라고 불리는 신비로운 척력에 의해
06:10
driven by a mysterious repulsive force called dark energy.
119
370880
3840
점점 더 빠르게 커지고 있습니다.
06:15
Now, whenever you hear the word "dark" in physics,
120
375280
2416
물리학에서 "암흑"이라는 단어를 듣게 되면
06:17
you should get very suspicious
121
377720
1496
많은 의심을 하셔야 합니다.
06:19
because it probably means we don't know what we're talking about.
122
379240
3056
우리가 무슨 말을 하는 건지 우리도 모른다는 뜻일 거거든요.
06:22
(Laughter)
123
382320
1016
(웃음)
06:23
We don't know what dark energy is,
124
383360
2016
우리는 암흑에너지가 뭔지 모르지만
06:25
but the best idea is that it's the energy of empty space itself,
125
385400
4736
빈 우주가 가진 에너지라는 게 가장 적절한 설명이 될 겁니다.
06:30
the energy of the vacuum.
126
390160
2216
진공의 에너지죠.
06:32
Now, if you use good old quantum mechanics to work out
127
392400
2536
잘 알고 있는 양자역학을 통해서
06:34
how strong dark energy should be,
128
394960
1616
암흑에너지가 얼마나 강력한지 계산해보면
06:36
you get an absolutely astonishing result.
129
396600
3216
매우 놀라운 결과가 나옵니다.
06:39
You find that dark energy
130
399840
1856
암흑에너지가
06:41
should be 10 to the power of 120 times stronger
131
401720
3976
천문학에서 측정한 값의 10의 120승만큼
06:45
than the value we observe from astronomy.
132
405720
2816
더 커야 한다는 걸 알게 되죠.
06:48
That's one with 120 zeroes after it.
133
408560
4816
0이 120개 붙어있는 겁니다.
06:53
This is a number so mind-bogglingly huge
134
413400
2576
상상도 안 될 만큼 커서
06:56
that it's impossible to get your head around.
135
416000
2216
머리로 가늠할 수도 없는 숫자죠.
06:58
We often use the word "astronomical" when we're talking about big numbers.
136
418240
3496
큰 숫자에 대해서 말할 때 "천문학적" 이라는 단어를 쓸 때가 있는데요.
07:01
Well, even that one won't do here.
137
421760
1656
이건 그걸로도 부족합니다.
07:03
This number is bigger than any number in astronomy.
138
423440
2416
이 숫자는 천문학에 있는 그 어떤 숫자보다 큽니다.
07:05
It's a thousand trillion trillion trillion times bigger
139
425880
3096
전 우주에 있는 원자의 개수보다
07:09
than the number of atoms in the entire universe.
140
429000
2640
백조x백조x백조 배 더 큽니다.
07:12
So that's a pretty bad prediction.
141
432440
1816
그러니까 형편없는 예측치죠.
07:14
In fact, it's been called the worst prediction in physics,
142
434280
2715
사실 물리학에서 최악의 예측치라고 불려왔습니다.
07:17
and this is more than just a theoretical curiosity.
143
437019
3277
이건 이론적 호기심 이상의 것입니다.
07:20
If dark energy were anywhere near this strong,
144
440320
2736
암흑에너지가 이 정도로 강력했다면
07:23
then the universe would have been torn apart,
145
443080
2136
우주는 분열됐을 겁니다.
07:25
stars and galaxies could not form, and we would not be here.
146
445240
3320
별과 운하도 형성되지 못하고 우리도 존재하지 않았을 거예요.
07:29
So this is the second of those dangerous numbers,
147
449240
2336
이게 두 번째 위험한 숫자입니다.
07:31
the strength of dark energy,
148
451600
1376
암흑에너지의 힘의 크기죠.
07:33
and explaining it requires an even more fantastic level of fine-tuning
149
453000
3936
이 힘을 설명하는 데에는 힉스 장에서 봤던 것 보다 훨씬 더 엄청난 수준의
07:36
than we saw for the Higgs field.
150
456960
1524
정교한 조정이 필요합니다.
07:38
But unlike the Higgs field, this number has no known explanation.
151
458840
4600
하지만 힉스 장과 달리 현재로서는 이 숫자를 설명할 수 없습니다.
07:45
The hope was that a complete combination
152
465000
2456
거시 세계에 관한 이론인 아인슈타인의 일반 상대성이론이
07:47
of Einstein's general theory of relativity,
153
467480
2216
07:49
which is the theory of the universe at grand scales,
154
469720
2576
미시 세계에 관한 이론인 양자역학과 완벽히 결합되었을 때
07:52
with quantum mechanics, the theory of the universe at small scales,
155
472320
3456
해결책이 나오기를 바랬었습니다.
07:55
might provide a solution.
156
475800
1856
07:57
Einstein himself spent most of his later years
157
477680
2456
아인슈타인도 말년의 대부분을 허비하며
08:00
on a futile search for a unified theory of physics,
158
480160
3176
물리학의 통일 이론을 찾고자 했죠.
08:03
and physicists have kept at it ever since.
159
483360
3376
그 이후로 물리학자들도 연구를 계속했습니다.
08:06
One of the most promising candidates for a unified theory is string theory,
160
486760
4136
가장 유력한 통합이론의 후보 중 하나가 초끈이론입니다.
08:10
and the essential idea is,
161
490920
1296
그 이론의 기본적인 내용은
08:12
if you could zoom in on the fundamental particles that make up our world,
162
492240
3496
온 우주를 구성하는 기본입자를 확대해서 들여다보면
08:15
you'd see actually that they're not particles at all,
163
495760
2656
그것들이 사실은 애초부터 입자가 아닌
08:18
but tiny vibrating strings of energy,
164
498440
2616
에너지를 갖는 진동하는 끈으로 이루어져 있고,
08:21
with each frequency of vibration corresponding to a different particle,
165
501080
4336
진동 주파수에 대응해서 각각의 다른 입자로 구분된다는 것입니다.
08:25
a bit like musical notes on a guitar string.
166
505440
2560
기타 줄마다 다른 음을 내는 것과 비슷한 거죠.
08:28
So it's a rather elegant, almost poetic way of looking at the world,
167
508680
3376
이 이론은 우아하면서도 시적으로 세상을 바라보지만
08:32
but it has one catastrophic problem.
168
512080
3456
재앙에 가까운 문제가 하나 있습니다.
08:35
It turns out that string theory isn't one theory at all,
169
515560
2896
초끈이론은 하나의 이론이 아니라
08:38
but a whole collection of theories.
170
518480
2296
여러 이론의 집합체였다는 겁니다.
08:40
It's been estimated, in fact,
171
520800
1416
실제로 초끈이론에는
08:42
that there are 10 to the 500 different versions of string theory.
172
522240
3936
10의 500제곱 개까지의 다른 설명이 존재합니다.
08:46
Each one would describe a different universe
173
526200
2376
각각의 설명은 다른 물리이론으로
08:48
with different laws of physics.
174
528600
2136
다른 우주를 설명합니다.
08:50
Now, critics say this makes string theory unscientific.
175
530760
2616
이 때문에 초끈이론이 과학적이지 못하다는 비판도 있습니다.
08:53
You can't disprove the theory.
176
533400
1936
이 이론이 틀렸다는 걸 입증할 수 없다는 것이죠.
08:55
But others actually turned this on its head
177
535360
2000
하지만 어떤 이들은 관점을 달리해서
08:57
and said, well, maybe this apparent failure
178
537384
2272
그 분명한 실패가 초끈이론의
08:59
is string theory's greatest triumph.
179
539680
2336
가장 큰 성공일지도 모른다고도 합니다.
09:02
What if all of these 10 to the 500 different possible universes
180
542040
3376
10의 500제곱 개의 다양한 우주들이
09:05
actually exist out there somewhere
181
545440
2216
실제로 저 어딘가에 존재하며
09:07
in some grand multiverse?
182
547680
2120
거대한 다중우주를 이룬다면요?
09:10
Suddenly we can understand
183
550440
1696
그러면 우리는 이 두 위험한 숫자들의
09:12
the weirdly fine-tuned values of these two dangerous numbers.
184
552160
3576
이상하리만치 정교하게 조정된 수치를 이해할 수 있게 됩니다.
09:15
In most of the multiverse,
185
555760
1296
대부분의 우주에서는
09:17
dark energy is so strong that the universe gets torn apart,
186
557080
2976
암흑에너지가 너무 강해서 우주가 분열되거나
09:20
or the Higgs field is so weak that no atoms can form.
187
560080
3336
힉스 장이 너무 미약해서 원자가 형성되지 못합니다.
09:23
We live in one of the places in the multiverse
188
563440
2176
우리는 다중우주 속에서 그 두 숫자가 맞아떨어지는 곳 중
09:25
where the two numbers are just right.
189
565640
2376
하나에서 살고 있는 겁니다.
09:28
We live in a Goldilocks universe.
190
568040
2360
우주의 골디락스 영역이라는 곳이죠.
09:31
Now, this idea is extremely controversial, and it's easy to see why.
191
571640
4856
이 이론은 논란이 많은데, 그 이유는 간단합니다.
09:36
If we follow this line of thinking,
192
576520
1896
이런 류의 생각을 계속 하면
09:38
then we will never be able to answer the question,
193
578440
2376
한가지 질문에 대한 답을 영원히 찾을 수 없게 됩니다.
09:40
"Why is there something rather than nothing?"
194
580840
2456
"왜 비어 있지 않고 뭔가로 채워져 있는가"하는 것이죠.
09:43
In most of the multiverse, there is nothing,
195
583320
2176
대부분의 다중 우주에는 아무것도 없습니다.
09:45
and we live in one of the few places
196
585520
1816
우리는 물리법칙이 무언가가
09:47
where the laws of physics allow there to be something.
197
587360
3000
존재할 수 있도록 해주는 몇 안 되는 장소에서 살고 있습니다.
09:51
Even worse, we can't test the idea of the multiverse.
198
591360
3136
더 나쁜건, 우리는 다중우주 이론을 실험해 볼 수도 없다는 겁니다.
09:54
We can't access these other universes,
199
594520
2136
다른 우주들에 접근할 수 없습니다.
09:56
so there's no way of knowing whether they're there or not.
200
596680
3240
그렇기에 그것이 존재하는지 알 수 있는 방법이 없습니다.
10:01
So we're in an extremely frustrating position.
201
601640
3336
결국 굉장히 좌절스러운 상태에 있죠.
10:05
That doesn't mean the multiverse doesn't exist.
202
605000
2696
하지만 그렇다고 다중우주가 존재하지 않는 건 아닙니다.
10:07
There are other planets, other stars, other galaxies,
203
607720
2576
다른 행성도 있고 별도 있고 은하도 있는데
10:10
so why not other universes?
204
610320
2176
다른 우주가 없으란 법은 없죠.
10:12
The problem is, it's unlikely we'll ever know for sure.
205
612520
3360
문제는 영원토록 확실히 알지는 못할 거라는 겁니다.
10:16
Now, the idea of the multiverse has been around for a while,
206
616720
3336
다중우주 이론은 오래 전부터 있었습니다.
10:20
but in the last few years, we've started to get the first solid hints
207
620080
3256
하지만 최근 몇 년에 와서야 우리는 이런 방식의 추론이
10:23
that this line of reasoning may get born out.
208
623360
2760
증명될 수도 있다는 확실한 증거를 찾기 시작했습니다.
10:27
Despite high hopes for the first run of the LHC,
209
627280
3376
LHC의 첫 가동 때 가졌던 높은 기대에도 불구하고
10:30
what we were looking for there --
210
630680
1572
우리는 그 안에서 발견하고자 했던 걸 찾지 못했습니다.
10:32
we were looking for new theories of physics:
211
632276
2060
우리는 물리학의 새로운 이론을 찾고 있었습니다.
10:34
supersymmetry or large extra dimensions
212
634360
1896
초대칭성이나 거대여분 차원으로
10:36
that could explain this weirdly fine-tuned value of the Higgs field.
213
636280
4216
이상하게 정교한 힉스 장의 값을 설명할 수 있기를 기대했습니다.
10:40
But despite high hopes, the LHC revealed a barren subatomic wilderness
214
640520
4216
하지만 우리 염원에도 불구하고 LHC로 발견해낸 것은
외로운 힉스 입자만 혼자 있는 황량한 아원자 황무지였습니다.
10:44
populated only by a lonely Higgs boson.
215
644760
2680
10:48
My experiment published paper after paper
216
648680
2336
제 실험에 관한 여러 논문은
10:51
where we glumly had to conclude that we saw no signs of new physics.
217
651040
4480
새로운 물리학의 징후를 찾지 못했다는 우울한 결론으로 발표되었습니다.
10:56
The stakes now could not be higher.
218
656400
2656
현재는 그 어느 때보다도 위험도가 높습니다.
10:59
This summer, the LHC began its second phase of operation
219
659080
2896
올 여름, LHC의 2단계 실험에서는
11:02
with an energy almost double what we achieved in the first run.
220
662000
3256
첫 실험 때보다 거의 2배의 에너지로 가동을 시작했습니다.
11:05
What particle physicists are all desperately hoping for
221
665280
2656
입자물리학자들이 절실하게 바라는 것은
11:07
are signs of new particles, micro black holes,
222
667960
2776
새로운 입자의 증거와, 마이크로 블랙홀,
11:10
or maybe something totally unexpected
223
670760
2096
혹은 전혀 예상치 않았던 무언가가
11:12
emerging from the violent collisions at the Large Hadron Collider.
224
672880
3616
LHC에서의 격렬한 충돌의 결과로 이어지는 것입니다.
11:16
If so, then we can continue this long journey
225
676520
2336
그렇게 되면 우리는 100년 전
11:18
that began 100 years ago with Albert Einstein
226
678880
2576
자연의 법칙을 더 깊이 이해하려 했던
11:21
towards an ever deeper understanding of the laws of nature.
227
681480
3520
아인슈타인과 함께 시작된 긴 여정을 계속할 수 있습니다.
11:25
But if, in two or three years' time,
228
685760
2016
하지만 2-3년 내에
11:27
when the LHC switches off again for a second long shutdown,
229
687800
3336
두 번째로 LHC의 전원을 꺼둔 동안에
11:31
we've found nothing but the Higgs boson,
230
691160
2296
힉스 입자밖에 찾은 게 없다면
11:33
then we may be entering a new era in physics:
231
693480
3816
우리는 물리학의 새로운 시대로 접어들게 될 수도 있습니다.
11:37
an era where there are weird features of the universe that we cannot explain;
232
697320
4776
그 시대는 우주의 이상한 특성를 결코 설명할 수 없는 시대이고,
11:42
an era where we have hints that we live in a multiverse
233
702120
3056
우리가 다중우주에 살고 있다는 증거가
11:45
that lies frustratingly forever beyond our reach;
234
705200
3776
영원히 닿을 수 없는 곳에 존재하는 시대입니다.
11:49
an era where we will never be able to answer the question,
235
709000
3256
"왜 비어있지 않고 뭔가로 채워죠 있는가"라는 질문에
11:52
"Why is there something rather than nothing?"
236
712280
3056
영원히 대답할 수 없는 시대일 겁니다.
11:55
Thank you.
237
715360
1216
감사합니다.
11:56
(Applause)
238
716600
6416
(박수)
12:03
Bruno Giussani: Harry, even if you just said
239
723040
3056
브루노 지우사니(BG): 클리프 박사님, 방금 말씀하시길
12:06
the science may not have some answers,
240
726120
1856
과학이 답할 수 없는 게 있다고 하셨지만
12:08
I would like to ask you a couple of questions, and the first is:
241
728000
3016
몇 가지 질문을 드리고 싶어요. 첫 번째 질문은..
12:11
building something like the LHC is a generational project.
242
731040
3016
LHC같은 걸 만드는 건 몇 세대에 걸친 프로젝트잖아요.
12:14
I just mentioned, introducing you, that we live in a short-term world.
243
734080
4296
제가 박사님을 소개하면서 우리는 단기적인 세상에 산다고 말했는데요.
12:18
How do you think so long term,
244
738400
2856
어떻게 이런 기계를 만들 때
12:21
projecting yourself out a generation when building something like this?
245
741280
3336
한 세대를 넘어 내다보면서 장기적인 사고를 하실 수 있나요?
12:24
Harry Cliff: I was very lucky
246
744640
1416
HC: 2008년에 LHC에서의 실험에 운 좋게 합류할 수 있었어요.
12:26
that I joined the experiment I work on at the LHC in 2008,
247
746080
2816
12:28
just as we were switching on,
248
748920
1381
가동을 막 시작할 때였죠.
12:30
and there are people in my research group who have been working on it
249
750325
3251
제 연구팀에는 30년동안 이 일에 매달려 온 사람들도 있습니다.
12:33
for three decades, their entire careers on one machine.
250
753600
2616
일생을 한 기계에만 매달린 거죠.
LHC에 관한 논의가 시작된 건 1976년이었다고 생각합니다.
12:36
So I think the first conversations about the LHC were in 1976,
251
756240
3176
12:39
and you start planning the machine without the technology
252
759440
2696
기계를 짓기 위해 필요한 기술이 없는 상태에서
만들 계획을 세우기 시작했죠.
12:42
that you know you're going to need to be able to build it.
253
762160
2416
12:44
So the computing power did not exist in the early '90s
254
764600
2536
설계가 본격적으로 시작되었던 90년대 초반에 컴퓨터의 연산력은
12:47
when design work began in earnest.
255
767160
1620
존재하지 않았습니다.
12:48
One of the big detectors which record these collisions,
256
768804
2216
충돌을 기록하는 대형 검출기 중 하나의 경우에는,
12:51
they didn't think there was technology
257
771044
1852
LHC에서 나온 방사선을 견딜 수 있는
12:52
that could withstand the radiation that would be created in the LHC,
258
772920
2856
기술이 있으리라고 당시의 사람들은 생각하지 않았습니다.
12:55
so there was basically a lump of lead in the middle of this object
259
775800
2736
그래서 기계 한 가운데에 납 덩어리를 놓고
12:58
with some detectors around the outside,
260
778560
1576
그 주변 바깥에 검출기를 두었죠.
13:00
but subsequently we have developed technology.
261
780160
1896
하지만 점차 기술을 발전시켰습니다.
13:02
So you have to rely on people's ingenuity, that they will solve the problems,
262
782080
3336
그러니까 창의력에 의존해야 합니다. 그게 문제를 해결해주죠.
하지만 그 길을 가는 데 10년 넘게 걸릴 수 있죠.
13:05
but it may be a decade or more down the line.
263
785440
1856
13:07
BG: China just announced two or three weeks ago
264
787320
2216
BG: 중국이 2-3주 전 쯤에
13:09
that they intend to build
265
789560
1456
LHC보다 2배 큰
13:11
a supercollider twice the size of the LHC.
266
791040
2976
충돌기 건설을 발표했습니다.
13:14
I was wondering how you and your colleagues welcome the news.
267
794040
3616
박사님과 동료분은 이 소식을 어떻게 생각하시는지 궁금합니다.
13:17
HC: Size isn't everything, Bruno. BG: I'm sure. I'm sure.
268
797680
2736
HC: 크기가 전부는 아니에요. BG: 물론 그렇겠죠.
13:20
(Laughter)
269
800440
1776
(웃음)
13:22
It sounds funny for a particle physicist to say that.
270
802240
2096
입자 물리학자가 그렇게 말하니까 웃기네요.
13:24
But I mean, seriously, it's great news.
271
804360
2336
근데 정말 대단한 소식이잖아요.
13:26
So building a machine like the LHC
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LHC같은 장치를 만드려면
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requires countries from all over the world to pool their resources.
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전 세계의 국가들이 자원을 공유해야 합니다.
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No one nation can afford to build a machine this large,
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이렇게 큰 장치를 만들 여력이 있는 국가는 없습니다.
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apart from maybe China,
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중국은 가능할 수도 있겠네요.
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because they can mobilize huge amounts of resources,
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이런 기계를 만드는 데 거대한 양의 노동력과
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manpower and money to build machines like this.
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자본과 자원을 동원할 수 있으니까요.
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So it's only a good thing.
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좋은 소식이기는 합니다.
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What they're really planning to do is to build a machine
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중국이 하려는 건 힉스 입자를 상세하게 연구하고
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that will study the Higgs boson in detail and could give us some clues
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초대칭성같은 새로운 이론이 정말 존재하는지에 대한 증거를
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as to whether these new ideas, like supersymmetry, are really out there,
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줄 수 있는 기계를 만드려는 거잖아요.
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so it's great news for physics, I think.
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그래서 물리학 측면에서는 좋은 소식이라 생각해요.
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BG: Harry, thank you. HC: Thank you very much.
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HG: 감사합니다. 클리프 박사님. HC: 감사합니다.
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(Applause)
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(박수)
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