BBC 다큐멘터리 ATOM. 2부-3탄

ATOM 2부-3탄

2013년 1월 3일 목요일

오전 5:27

   

핵분열의 발견...

과연 핵분열은 인류에게 어떤 의미가 있을까요?

   

과학자들은 핵분열로 핵 안에 있는 거대한 에너지를

인공적으로 방출 할 수 있게 되었고

인류는 우라늄을 이용해

핵 안의 폭발적인 에너지를 이용 할 수 있게 되었습니다.

   

에너지...

인류가 살아가는데 꼭 필요한 에너지...

인류가 사용 할 수 있는 새로우면서도

어마어마한 에너지!

   

핵분열의 발견은 인류에게 분명 커다란 의미가 있을 수 밖에 없습니다.

   

그런데 하필이면...ㅜ.ㅜ

이 발견의 시기는 2차 세계대전과 일치합니다.

   

   

원자폭탄은 모든 것을 바꿔 놓았습니다.

   

전쟁 전 과학 연구의 기쁨도,

과학자들이 중성자의 발견을

뮤지컬까지 만들며 축복하던 시대도

끝났습니다.

   

원자폭탄 개발의 중추였던 오펜하이머는

큰 죄책감을 갖게 되고

이런 말을 남겼습니다.

   

"물리학자는 죄악을 알게 되었고, 이를 잊어서는 안 된다."

   

잘못된 과학자가 세상에 끼치는 영향력은 상상을 초월합니다.

많은 만화영화에서 천재과학자가 악당으로 나오는 것이

괜히 그런 것이 아닙니다.

   

그러니... 과학자를 꿈 꾸시는 여러분!!

도덕과 윤리, 인성교육을 무시하시면 안됩니다!

   

하지만...

이 비극과 같은 일이

우주 탄생의 비밀을 찾는 열쇠가 된 것은

매우 아이러니한 일 이었습니다.

   

   

이런 비극과 같은 일을

과학자들이 아무 이유 없이 하지는 않았겠죠?

군사적, 정치적 압박을 받았고

때로는 엄청난 보상을 받을 수 있었으니...

   

게다가 과학자의 입장에서 가장 매혹적인 제안은

우주의 신비를 풀 수 있는 실마리를 찾을 기회를 갖고 싶었던 것 이겠죠?

   

암튼... 다시는 이런 일이 일어나지 않도록

인성교육 무시하지 마세요!!

   

   

어떤 원자에서는 강한핵력이 전자기력보다 강해서 원자가 안정돼 있지만,

전자기력이 무시 할 수 없는 영향을 끼치는 원자도 있는데

그러면 원자가 불안정해 집니다.

   

강한핵력은 10의 15승분의 1미터라는

아주 가까운 영역에서만 작용한다고 했었죠?

   

만약 원자핵에 양성자랑 중성자가 너무 많아서

양성자간의 거리가 핵력이 작용하는 거리를 넘어서면?

그런 양성자가 여러개라면?

이런 경우가 바로 전자기력을 무시 할 수 없는 경우가 되는 것 입니다.

   

   

원자가 안정하면 안정한 것이고

불안정하면 불안정한 것이지...

   

뭐가 이상한 것일까요?

   

   

철...

너무나도 흔한 물질인데

과학자들은 이 흔하디 흔한 물질이

아주 이상한 물질이라고 합니다.

왜 그럴까요?

   

   

네! 철은 우주에서 가장 안정적인 원소입니다.

이건 녹이 잘 슬고 그런 문제가 아니고...

원자핵이 안정적이란 소리입니다.

   

철은 아시다시피 녹이 잘 슬어요~~

즉, 철이 산화반응을 잘 하는 것과

철의 원자핵이 안정적인 것은 별개의 얘기입니다.

   

그러니 철이 안정적이라고 커플링을 철로 맞추지 마세요!

애인이 때릴겁니다.

   

   

철의 안정성!

이것이 우주의 역사를 결정하게 됩니다.

   

   

이건 그냥 실험 결과입니다.

   

생각해보면

   

원자핵에 양성자가 몇 개 없어서

원자핵 크기가 작으면

강한핵력이 전자기력보다 훨씬 셀 것이고

   

양성자가 너무 많아서

원자핵 크기가 커지면

강한핵력의 영향력을

전자기력이 이겨버리기도 할 것 입니다.

   

그리고 그 중간 어떤 물질은

강한핵력과 전자기력이 균형을 이뤄서

가장 안정된 상태를 유지 하겠죠?

   

바로 그 안정된 상태의 물질이 철 이라는 것입니다.

그리고 어느 정도 예상 할 수 있었던 결과라서

놀라울 것도 없었습니다.

   

그래서 우리도 철이 들어야 안정되.....ㅡ.ㅡ

죄송 ...

   

   

그래프가 비슷할 수도 있지...

뭐가 신기하냐고요??

   

그 이유는 핵 안정도 그래프와 비슷한 그래프가

핵 연구 결과가 아니기 때문입니다.

   

그 그래프의 출처는 바로 우주였습니다.

   

   

우주의 비밀을 풀 열쇠가 되는 원자!!

   

이것이 바로 "철"입니다.

   

원자핵을 이해하는 열쇠가 되는 철이

전 우주에서 가장 흔한 원자 중의 하나인 것입니다.

   

놀랍게도, 핵의 특성이 그 양에 직접적으로 영향을 줍니다.

이것은 단지 철에만 해당하지 않습니다.

   

예를 들면, 라듐은 아주 불안정해서 그 양이 매우 적습니다.

하지만 비교적 안정적인 금속인 알루미늄은 매우 흔합니다.

   

이러한 경향성은 거의 모든 원소에 적용됩니다.

   

핵의 특성이 우주에서도 나타나고 있었습니다.

   

그러나 가장 작은 영역인 원자와

가장 큰 영역인 우주의 관계를

한번에 해독하고 통찰하기 위해서는

더욱 더 위대한 지성이 필요했습니다.

   

   

이름 앞에 반항아라는 수식이 붙을 정도로

그는 주변의 불화와 마찰은 별로 상관하지 않고

항상 자신의 생각을 표현했습니다.

   

그래서 학계에서 왕따당했......ㅜ.ㅜ 불쌍함 ㅜ.ㅜ

   

하지만 그는 원자와 우주의 연관성에

다른 과학자들보다 관심이 많았습니다.

   

호일은 우주의 근본적 주제가

결국 "변화"라는 것을

안정도와 존재도, 두 그래프를 통해 알아냈습니다.

   

   

   

프레드 호일의 통찰력은

무거운 원소들이 어떻게 핵융합으로 만들어지는지를

알아내는 데에서 그 빛을 발합니다.

   

호일은 이 과정이 오직 상상할 수 없이 높은 압력과

섭씨 수백만 도 이상의 높은 온도에서만 일어날 수 있음을 밝혔습니다.

   

우리 우주에서 그런 조건이 있는 곳은?

오직 별 밖에 없습니다.

   

하지만 핵융합의 자세한 과정은 매우 어려운 문제였습니다.

   

   

호일은 어떤 과정을 통해서 뜨거운 별 내부에서

원자들이 합쳐지는지를 설명해야만 했습니다.

   

1940년대, 호일은 태양이 산소, 탄소, 질소와 같은 원자를 융합할 만큼

충분히 뜨겁다는 것을 밝혀냈습니다.

   

하지만 그보다 더 무거운 구리나 아연, 철은

태양에서는 융합하지 못한다는 것도 알았지요.

   

무거운 원자는 태양보다 더 뜨거운 곳에서만 융합이 가능했습니다.

   

   

어디게~~~~요??

다음시간에 알려드릴게요~^^

   

   

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