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Harry Cliff: Have we reached the end of physics?
해리 클리프 (Harry Cliff): 물리학은 더 이상 발전할 수 없는가
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왜 우주는 비어 있지 않고 무언가로 채워져 있는 걸까요? 왜 우주에는 흥미로운 것들이 많이 존재하는 걸까요? 입자 물리학자인 해리 클리프는 유럽입자물리연구소(CERN)에서 강입자충돌기를 다룹니다. 그는 이 질문들에 대한 답을 찾는 사람들에게 안 좋은 소식을 가지고 있습니다. 과학자들이 최선을 다해 노력하고 있지만 (그리고 지구에서 가장 큰 기계의 도움을 받고 있지만), 우린 자연의 기이한 특징들을 영원히 다 설명하지 못할 수도 있습니다. 이게 물리학의 끝일까요? 이 흥미로운 강연에서 우주의 비밀 구조를 밝히는 가장 최근의 연구에 대해 더 알아보세요.
Harry Cliff - Particle physicist
Harry Cliff looks for answers to questions about the origins of the universe and the laws of nature. Full bio
Harry Cliff looks for answers to questions about the origins of the universe and the laws of nature. Full bio
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00:12
A hundred years ago this month,
a 36-year-old Albert Einstein
a 36-year-old Albert Einstein
0
480
3696
100년 전 이 달, 36세의
알버트 아인슈타인은
알버트 아인슈타인은
00:16
stood up in front of the Prussian
Academy of Sciences in Berlin
Academy of Sciences in Berlin
1
4200
3256
베를린의 프로이센 과학 아카데미에서
00:19
to present a radical new theory
of space, time and gravity:
of space, time and gravity:
2
7480
4456
우주와 시간과 중력에 관한
혁신적인 새 이론을 발표했습니다.
혁신적인 새 이론을 발표했습니다.
00:23
the general theory of relativity.
3
11960
3016
바로 일반 상대성이론입니다.
00:27
General relativity is unquestionably
Einstein's masterpiece,
Einstein's masterpiece,
4
15000
3056
일반 상대성이론은 단연
아인슈타인의 걸작입니다.
아인슈타인의 걸작입니다.
00:30
a theory which reveals the workings
of the universe at the grandest scales,
of the universe at the grandest scales,
5
18080
3976
가장 거대한 규모인 우주의
작동 원리를 밝혀주는 이론으로,
작동 원리를 밝혀주는 이론으로,
00:34
capturing in one beautiful line of algebra
6
22080
2376
사과가 나무에서 떨어지는 이유에서부터
00:36
everything from why apples fall from trees
to the beginning of time and space.
to the beginning of time and space.
7
24480
4520
시공간의 탄생까지 모든 것을 하나의
아름다운 선형대수학에 담아냈죠.
아름다운 선형대수학에 담아냈죠.
00:41
1915 must have been an exciting year
to be a physicist.
to be a physicist.
8
29720
3096
1915년은 분명 물리학자들에게
신나는 해였을 겁니다.
신나는 해였을 겁니다.
00:44
Two new ideas were turning
the subject on its head.
the subject on its head.
9
32840
3496
두 가지 새로운 발상이 물리학계를
발칵 뒤집어 놓았기 때문이죠.
발칵 뒤집어 놓았기 때문이죠.
00:48
One was Einstein's theory of relativity,
10
36360
2336
하나는 아인슈타인의 상대성이론이었고
00:50
the other was arguably
even more revolutionary:
even more revolutionary:
11
38720
3176
다른 하나는 단연코
훨씬 더 혁신적이었던
훨씬 더 혁신적이었던
00:53
quantum mechanics,
12
41920
1456
양자역학이었습니다.
00:55
a mind-meltingly strange
yet stunningly successful new way
yet stunningly successful new way
13
43400
3536
놀랄만큼 독특하지만
굉장히 성공적인 접근방법으로
굉장히 성공적인 접근방법으로
00:58
of understanding the microworld,
the world of atoms and particles.
the world of atoms and particles.
14
46960
4280
원자와 입자의 세계인
미시적 세계를 설명하죠.
미시적 세계를 설명하죠.
01:03
Over the last century,
these two ideas have utterly transformed
these two ideas have utterly transformed
15
51920
3656
지난 100년간, 이 두 가지 발상으로
우주에 대한 우리의 지식은
우주에 대한 우리의 지식은
01:07
our understanding of the universe.
16
55600
1736
완전히 바뀌었습니다.
01:09
It's thanks to relativity
and quantum mechanics
and quantum mechanics
17
57360
2336
상대성이론과 양자역학 덕분에
01:11
that we've learned
what the universe is made from,
what the universe is made from,
18
59720
2336
우주가 무엇으로 이루어졌는지,
어떻게 태어났는지,
어떻게 태어났는지,
01:14
how it began
and how it continues to evolve.
and how it continues to evolve.
19
62080
2519
그리고 어떻게 진화하고 있는지를
알아낼 수 있었습니다.
알아낼 수 있었습니다.
01:17
A hundred years on, we now find ourselves
at another turning point in physics,
at another turning point in physics,
20
65360
4296
이제 100년이 지나, 우리는 물리학의
또 다른 전환점에 서 있습니다.
또 다른 전환점에 서 있습니다.
01:21
but what's at stake now
is rather different.
is rather different.
21
69680
2480
하지만 이번엔 다른 문제입니다.
01:24
The next few years may tell us
whether we'll be able
whether we'll be able
22
72840
2456
앞으로의 몇 년은
우리가 계속해서 자연을
더 알아갈 수도 있지만
더 알아갈 수도 있지만
01:27
to continue to increase
our understanding of nature,
our understanding of nature,
23
75320
2856
01:30
or whether maybe for the first time
in the history of science,
in the history of science,
24
78200
3416
과학 역사상 처음으로,
01:33
we could be facing questions
that we cannot answer,
that we cannot answer,
25
81640
3936
우리가 똑똑하지 않거나
기술이 부족해서가 아니라
기술이 부족해서가 아니라
01:37
not because we don't have
the brains or technology,
the brains or technology,
26
85600
2576
물리 법칙이 막고 있어서
답할 수 없는 문제들을
답할 수 없는 문제들을
01:40
but because the laws of physics
themselves forbid it.
themselves forbid it.
27
88200
3240
마주하게 될 수도 있습니다.
01:44
This is the essential problem:
the universe is far, far too interesting.
the universe is far, far too interesting.
28
92560
4576
근본적인 문제는 이겁니다.
우주는 정말 너무나도 흥미롭습니다.
우주는 정말 너무나도 흥미롭습니다.
01:49
Relativity and quantum mechanics
appear to suggest
appear to suggest
29
97160
2656
그런데 상대성이론과 양자역학은
01:51
that the universe
should be a boring place.
should be a boring place.
30
99840
2296
우주는 지루한 곳이라고
말하고 있습니다.
말하고 있습니다.
01:54
It should be dark, lethal and lifeless.
31
102160
2896
어둡고 치명적이고
생명체가 없는 곳이라고요.
생명체가 없는 곳이라고요.
01:57
But when we look around us, we see we live
in a universe full of interesting stuff,
in a universe full of interesting stuff,
32
105080
3936
하지만 주위를 둘러보면 우리가
별, 행성, 나무, 다람쥐같은
별, 행성, 나무, 다람쥐같은
02:01
full of stars, planets, trees, squirrels.
33
109040
3056
흥미로운 것들로 가득한 세상에
살고 있는 걸 볼 수 있습니다
살고 있는 걸 볼 수 있습니다
02:04
The question is, ultimately,
34
112120
1496
그러니까 궁극적인 물음은,
02:05
why does all this interesting stuff exist?
35
113640
3296
왜 이런 흥미로운 것들이
존재하는 걸까요?
존재하는 걸까요?
02:08
Why is there something
rather than nothing?
rather than nothing?
36
116960
3080
왜 무(無)가 아니라 유(有)가
있는 걸까요?
있는 걸까요?
02:13
This contradiction is the most pressing
problem in fundamental physics,
problem in fundamental physics,
37
121080
3496
이 모순이 일반물리학에서
가장 시급한 문제입니다.
가장 시급한 문제입니다.
02:16
and in the next few years, we may find out
whether we'll ever be able to solve it.
whether we'll ever be able to solve it.
38
124600
4720
앞으로 몇 년 간 우리는 영원히 풀 수
없을지 아닐지를 알게 되겠죠.
없을지 아닐지를 알게 되겠죠.
02:23
At the heart of this problem
are two numbers,
are two numbers,
39
131080
3096
이 문제의 중심에는
숫자 두 개가 있습니다.
숫자 두 개가 있습니다.
02:26
two extremely dangerous numbers.
40
134200
2496
아주 위험한 숫자입니다.
02:28
These are properties of the universe
that we can measure,
that we can measure,
41
136720
2696
이 숫자들은 우주의
측정 가능한 특성들인데
측정 가능한 특성들인데
02:31
and they're extremely dangerous
42
139440
1536
만약 약간이라도 달랐다면
02:33
because if they were different,
even by a tiny bit,
even by a tiny bit,
43
141000
2416
우리가 지금 알고 있는 우주는
02:35
then the universe as we know it
would not exist.
would not exist.
44
143440
2720
존재하지 않았을 것이기 때문에
매우 위험합니다.
매우 위험합니다.
02:38
The first of these numbers is associated
with the discovery that was made
with the discovery that was made
45
146720
3456
첫 번째 숫자는 이 강연실에서
몇 km밖에 떨어져 있지 않은
몇 km밖에 떨어져 있지 않은
02:42
a few kilometers from this hall,
at CERN, home of this machine,
at CERN, home of this machine,
46
150200
2976
CERN에서 발견한 것과
관련이 있습니다.
관련이 있습니다.
02:45
the largest scientific device
ever built by the human race,
ever built by the human race,
47
153200
3056
인류가 만든 과학장비 중 가장 거대한
02:48
the Large Hadron Collider.
48
156280
1856
강입자충돌기(LHC)가 있는 곳이죠.
02:50
The LHC whizzes subatomic particles
around a 27-kilometer ring,
around a 27-kilometer ring,
49
158160
3976
LHC는 아원자 입자를 27km의
원형터널을 빠르게 지나가게 하면서
원형터널을 빠르게 지나가게 하면서
02:54
getting them closer and closer
to the speed of light
to the speed of light
50
162160
2456
점차 광속에 가깝게 만든 뒤에
02:56
before smashing them into each other
inside gigantic particle detectors.
inside gigantic particle detectors.
51
164640
4656
대형 입자검출기 안에서
입자를 서로 충돌시킵니다.
입자를 서로 충돌시킵니다.
03:01
On July 4, 2012, physicists
at CERN announced to the world
at CERN announced to the world
52
169320
4496
2012년 7월 4일에
CERN의 물리학자들은
CERN의 물리학자들은
LHC에서의 격렬한 충돌로 생겨난
새로운 기본입자를 발견했다고
새로운 기본입자를 발견했다고
03:05
that they'd spotted
a new fundamental particle
a new fundamental particle
53
173840
2536
03:08
being created at the violent collisions
at the LHC: the Higgs boson.
at the LHC: the Higgs boson.
54
176400
4360
세계에 발표했습니다.
바로 힉스 입자였죠.
바로 힉스 입자였죠.
03:13
Now, if you followed the news at the time,
55
181440
2056
그 당시에 뉴스를 보셨다면
03:15
you'll have seen a lot of physicists
getting very excited indeed,
getting very excited indeed,
56
183520
3056
많은 물리학자들이
흥분한 걸 보셨을 겁니다.
흥분한 걸 보셨을 겁니다.
03:18
and you'd be forgiven for thinking
57
186600
1656
우리가 새 입자를 발견할 때마다
03:20
we get that way every time
we discover a new particle.
we discover a new particle.
58
188280
2536
이렇게 반응한다고
생각하셔도 괜찮아요.
생각하셔도 괜찮아요.
03:22
Well, that is kind of true,
59
190840
1336
어느정도 맞거든요.
03:24
but the Higgs boson
is particularly special.
is particularly special.
60
192200
2696
그렇지만 힉스 입자는
특히나 특별했습니다.
특히나 특별했습니다.
03:26
We all got so excited
because finding the Higgs
because finding the Higgs
61
194920
2456
힉스 입자의 발견으로
우주 에너지장의 존재를
우주 에너지장의 존재를
03:29
proves the existence
of a cosmic energy field.
of a cosmic energy field.
62
197400
3336
증명할 수 있을 거란 생각에
모두 엄청나게 흥분했습니다.
모두 엄청나게 흥분했습니다.
03:32
Now, you may have trouble
imagining an energy field,
imagining an energy field,
63
200760
2616
에너지장을 머릿속에 그리는 게
힘드실 수도 있겠지만
힘드실 수도 있겠지만
03:35
but we've all experienced one.
64
203400
1429
우리 모두 느껴본 적 있습니다.
03:36
If you've ever held a magnet
close to a piece of metal
close to a piece of metal
65
204853
2536
금속 조각에 자석을 가까이 가져갔을 때
03:39
and felt a force pulling across that gap,
66
207413
2123
그 공간 너머에서 당기는 힘을 느꼈다면
03:41
then you've felt the effect of a field.
67
209560
1858
에너지장의 영향을 느껴보신 겁니다.
03:43
And the Higgs field
is a little bit like a magnetic field,
is a little bit like a magnetic field,
68
211442
3374
힉스 장은 자기장과 약간 비슷합니다.
03:46
except it has a constant value everywhere.
69
214840
2816
모든 곳에 상수가 있는 것만 빼고요.
03:49
It's all around us right now.
70
217680
1456
힉스 장은 주변에 어디나 있습니다.
03:51
We can't see it or touch it,
71
219160
1736
보거나 만질 수는 없지만
03:52
but if it wasn't there,
72
220920
1216
만약에 그게 없다면
우리는 존재하지 않을 겁니다.
우리는 존재하지 않을 겁니다.
03:54
we would not exist.
73
222160
1440
03:56
The Higgs field gives mass
74
224200
1776
힉스 장은 우리를 구성하는
03:58
to the fundamental particles
that we're made from.
that we're made from.
75
226000
2376
기본 입자에 질량을 줍니다.
04:00
If it wasn't there, those particles
would have no mass,
would have no mass,
76
228400
2616
힉스 장이 없다면
기본 입자들은 질량이 없었을 거고
기본 입자들은 질량이 없었을 거고
04:03
and no atoms could form
and there would be no us.
and there would be no us.
77
231040
2680
그러면 원자가 만들어질 수 없고
그러면 우리도 없겠죠
그러면 우리도 없겠죠
04:06
But there is something deeply mysterious
about the Higgs field.
about the Higgs field.
78
234880
4456
하지만 힉스 장에는 무언가
매우 신비로운 것이 있습니다.
매우 신비로운 것이 있습니다.
04:11
Relativity and quantum mechanics tell us
that it has two natural settings,
that it has two natural settings,
79
239360
3696
상대성이론과 양자역학은 힉스 장에
두 가지 자연상태가 있다고 설명합니다.
두 가지 자연상태가 있다고 설명합니다.
04:15
a bit like a light switch.
80
243080
1656
마치 전등 스위치 같은 거죠.
04:16
It should either be off,
81
244760
1376
꺼져 있으면
04:18
so that it has a zero value
everywhere in space,
everywhere in space,
82
246160
2656
우주 어디에서나 0의 값을 갖게 되고,
04:20
or it should be on so it has
an absolutely enormous value.
an absolutely enormous value.
83
248840
3360
켜져 있으면, 절대적으로
큰 값을 갖게 됩니다.
큰 값을 갖게 됩니다.
04:24
In both of these scenarios,
atoms could not exist,
atoms could not exist,
84
252840
2736
두 가지 경우 모두
원자는 존재할 수 없습니다.
원자는 존재할 수 없습니다.
04:27
and therefore all the other
interesting stuff
interesting stuff
85
255600
2136
그렇다면 우리 주변에서 보는
04:29
that we see around us
in the universe would not exist.
in the universe would not exist.
86
257760
2639
다른 모든 흥미로운 것들도
존재하지 않게 되겠죠.
존재하지 않게 되겠죠.
04:33
In reality, the Higgs field
is just slightly on,
is just slightly on,
87
261000
3616
실제로는 힉스 장은 약간만
켜져 있는 상태입니다.
켜져 있는 상태입니다.
04:36
not zero but 10,000 trillion times weaker
than its fully on value,
than its fully on value,
88
264640
5056
0은 아니지만 그 값을 완전히
가졌을 때보다 1경 배 더 약해요.
가졌을 때보다 1경 배 더 약해요.
04:41
a bit like a light switch that's got stuck
just before the off position.
just before the off position.
89
269720
4120
스위치를 내리기 전에
끼어버린 상태와 비슷합니다.
끼어버린 상태와 비슷합니다.
04:46
And this value is crucial.
90
274480
1616
이 값은 매우 중요합니다.
04:48
If it were a tiny bit different,
91
276120
1856
약간만이라도 달랐다면
04:50
then there would be
no physical structure in the universe.
no physical structure in the universe.
92
278000
3656
우주에는 물리적 구조가
하나도 존재하지 않았을 겁니다.
하나도 존재하지 않았을 겁니다.
04:53
So this is the first
of our dangerous numbers,
of our dangerous numbers,
93
281680
2176
이게 바로 첫 번째 위험한 숫자입니다.
04:55
the strength of the Higgs field.
94
283880
2056
바로 힉스 장의 힘이죠.
04:57
Theorists have spent decades
trying to understand
trying to understand
95
285960
2736
이론 물리학자들은 수십년간
힉스장이 왜 이토록 독특하고
힉스장이 왜 이토록 독특하고
05:00
why it has this very peculiarly
fine-tuned number,
fine-tuned number,
96
288720
2656
정교한 숫자를 갖고 있는지
이해하려고 연구한 끝에
이해하려고 연구한 끝에
05:03
and they've come up
with a number of possible explanations.
with a number of possible explanations.
97
291400
2816
여러 가지 가능성 있는
이유를 생각해냈습니다.
이유를 생각해냈습니다.
05:06
They have sexy-sounding names
like "supersymmetry"
like "supersymmetry"
98
294240
2936
"초대칭성"이나 "거대 여분차원"같이
05:09
or "large extra dimensions."
99
297200
1936
그럴듯한 이름이 있는데요.
05:11
I'm not going to go
into the details of these ideas now,
into the details of these ideas now,
100
299160
2776
지금 이 아디이어를 자세히
설명해드리진 못하지만
설명해드리진 못하지만
05:13
but the key point is this:
101
301960
2376
요점은 이겁니다.
05:16
if any of them explained this weirdly
fine-tuned value of the Higgs field,
fine-tuned value of the Higgs field,
102
304360
3856
그 중 하나라도 이 이상하고 정교한
힉스 장의 값을 설명할 수 있다면
힉스 장의 값을 설명할 수 있다면
05:20
then we should see new particles
being created at the LHC
being created at the LHC
103
308240
3736
우리는 LHC에서 힉스 입자와 함께
새 입자들도 만들어지는 걸
새 입자들도 만들어지는 걸
05:24
along with the Higgs boson.
104
312000
1976
볼 수 있어야 합니다.
05:26
So far, though, we've not seen
any sign of them.
any sign of them.
105
314000
2960
하지만 여태까지 우리는
그런 입자를 하나도 못 봤어요.
그런 입자를 하나도 못 봤어요.
05:29
But there's actually an even worse example
106
317960
2056
하지만 위험한 숫자의
05:32
of this kind of fine-tuning
of a dangerous number,
of a dangerous number,
107
320040
2376
이 같은 정교한 짜임에 관한
더 안 좋은 예시가 있습니다.
더 안 좋은 예시가 있습니다.
05:34
and this time it comes
from the other end of the scale,
from the other end of the scale,
108
322440
2616
이번 거는 저울의 정반대편에 있습니다.
05:37
from studying the universe
at vast distances.
at vast distances.
109
325080
2856
우주를 매우 먼 거리에서
관찰하는 것에서요.
관찰하는 것에서요.
05:39
One of the most important consequences
of Einstein's general theory of relativity
of Einstein's general theory of relativity
110
327960
4336
아인슈타인의 일반 상대성이론의
가장 중요한 결론 중 하나는
가장 중요한 결론 중 하나는
05:44
was the discovery that the universe began
as a rapid expansion of space and time
as a rapid expansion of space and time
111
332320
4416
시공간의 급격한 팽창으로 우주가
시작되었음을 알아냈다는 것입니다.
시작되었음을 알아냈다는 것입니다.
05:48
13.8 billion years ago, the Big Bang.
112
336760
3776
바로 138억년전의 빅뱅이죠.
05:52
Now, according to early versions
of the Big Bang theory,
of the Big Bang theory,
113
340560
2656
빅뱅이론의 초기 주장에 따르면
05:55
the universe has been expanding ever since
114
343240
2176
그 때 이후로 우주는
05:57
with gravity gradually putting
the brakes on that expansion.
the brakes on that expansion.
115
345440
4056
중력의 영향으로 팽창 속도가
점차 느려진다고 주장했습니다.
점차 느려진다고 주장했습니다.
06:01
But in 1998, astronomers made
the stunning discovery
the stunning discovery
116
349520
3336
하지만 1998년에 우주비행사들이
실제로는 팽창이 가속화되고 있다는
실제로는 팽창이 가속화되고 있다는
06:04
that the expansion of the universe
is actually speeding up.
is actually speeding up.
117
352880
2816
놀라운 사실을 발견했습니다.
06:07
The universe is getting
bigger and bigger faster and faster
bigger and bigger faster and faster
118
355720
3136
우주는 암흑에너지라고 불리는
신비로운 척력에 의해
신비로운 척력에 의해
06:10
driven by a mysterious repulsive force
called dark energy.
called dark energy.
119
358880
3840
점점 더 빠르게 커지고 있습니다.
06:15
Now, whenever you hear
the word "dark" in physics,
the word "dark" in physics,
120
363280
2416
물리학에서 "암흑"이라는
단어를 듣게 되면
단어를 듣게 되면
06:17
you should get very suspicious
121
365720
1496
많은 의심을 하셔야 합니다.
06:19
because it probably means
we don't know what we're talking about.
we don't know what we're talking about.
122
367240
3056
우리가 무슨 말을 하는 건지
우리도 모른다는 뜻일 거거든요.
우리도 모른다는 뜻일 거거든요.
06:22
(Laughter)
123
370320
1016
(웃음)
06:23
We don't know what dark energy is,
124
371360
2016
우리는 암흑에너지가 뭔지 모르지만
06:25
but the best idea is that it's the energy
of empty space itself,
of empty space itself,
125
373400
4736
빈 우주가 가진 에너지라는 게
가장 적절한 설명이 될 겁니다.
가장 적절한 설명이 될 겁니다.
06:30
the energy of the vacuum.
126
378160
2216
진공의 에너지죠.
06:32
Now, if you use good old
quantum mechanics to work out
quantum mechanics to work out
127
380400
2536
잘 알고 있는 양자역학을 통해서
암흑에너지가 얼마나 강력한지 계산해보면
06:34
how strong dark energy should be,
128
382960
1616
06:36
you get an absolutely astonishing result.
129
384600
3216
매우 놀라운 결과가 나옵니다.
06:39
You find that dark energy
130
387840
1856
암흑에너지가
06:41
should be 10 to the power
of 120 times stronger
of 120 times stronger
131
389720
3976
천문학에서 측정한 값의
10의 120승만큼
10의 120승만큼
06:45
than the value we observe from astronomy.
132
393720
2816
더 커야 한다는 걸 알게 되죠.
06:48
That's one with 120 zeroes after it.
133
396560
4816
0이 120개 붙어있는 겁니다.
06:53
This is a number so mind-bogglingly huge
134
401400
2576
상상도 안 될 만큼 커서
06:56
that it's impossible
to get your head around.
to get your head around.
135
404000
2216
머리로 가늠할 수도 없는 숫자죠.
06:58
We often use the word "astronomical"
when we're talking about big numbers.
when we're talking about big numbers.
136
406240
3496
큰 숫자에 대해서 말할 때 "천문학적"
이라는 단어를 쓸 때가 있는데요.
이라는 단어를 쓸 때가 있는데요.
07:01
Well, even that one won't do here.
137
409760
1656
이건 그걸로도 부족합니다.
07:03
This number is bigger
than any number in astronomy.
than any number in astronomy.
138
411440
2416
이 숫자는 천문학에 있는
그 어떤 숫자보다 큽니다.
그 어떤 숫자보다 큽니다.
07:05
It's a thousand trillion
trillion trillion times bigger
trillion trillion times bigger
139
413880
3096
전 우주에 있는 원자의 개수보다
07:09
than the number of atoms
in the entire universe.
in the entire universe.
140
417000
2640
백조x백조x백조 배 더 큽니다.
07:12
So that's a pretty bad prediction.
141
420440
1816
그러니까 형편없는 예측치죠.
07:14
In fact, it's been called
the worst prediction in physics,
the worst prediction in physics,
142
422280
2715
사실 물리학에서 최악의
예측치라고 불려왔습니다.
예측치라고 불려왔습니다.
07:17
and this is more than just
a theoretical curiosity.
a theoretical curiosity.
143
425019
3277
이건 이론적 호기심 이상의 것입니다.
07:20
If dark energy were
anywhere near this strong,
anywhere near this strong,
144
428320
2736
암흑에너지가 이 정도로 강력했다면
07:23
then the universe
would have been torn apart,
would have been torn apart,
145
431080
2136
우주는 분열됐을 겁니다.
07:25
stars and galaxies could not form,
and we would not be here.
and we would not be here.
146
433240
3320
별과 운하도 형성되지 못하고
우리도 존재하지 않았을 거예요.
우리도 존재하지 않았을 거예요.
07:29
So this is the second
of those dangerous numbers,
of those dangerous numbers,
147
437240
2336
이게 두 번째 위험한 숫자입니다.
07:31
the strength of dark energy,
148
439600
1376
암흑에너지의 힘의 크기죠.
07:33
and explaining it requires an even more
fantastic level of fine-tuning
fantastic level of fine-tuning
149
441000
3936
이 힘을 설명하는 데에는 힉스 장에서
봤던 것 보다 훨씬 더 엄청난 수준의
봤던 것 보다 훨씬 더 엄청난 수준의
07:36
than we saw for the Higgs field.
150
444960
1524
정교한 조정이 필요합니다.
07:38
But unlike the Higgs field,
this number has no known explanation.
this number has no known explanation.
151
446840
4600
하지만 힉스 장과 달리 현재로서는
이 숫자를 설명할 수 없습니다.
이 숫자를 설명할 수 없습니다.
07:45
The hope was that a complete combination
152
453000
2456
거시 세계에 관한 이론인
아인슈타인의 일반 상대성이론이
아인슈타인의 일반 상대성이론이
07:47
of Einstein's general
theory of relativity,
theory of relativity,
153
455480
2216
07:49
which is the theory
of the universe at grand scales,
of the universe at grand scales,
154
457720
2576
미시 세계에 관한 이론인
양자역학과 완벽히 결합되었을 때
양자역학과 완벽히 결합되었을 때
07:52
with quantum mechanics, the theory
of the universe at small scales,
of the universe at small scales,
155
460320
3456
해결책이 나오기를 바랬었습니다.
07:55
might provide a solution.
156
463800
1856
07:57
Einstein himself
spent most of his later years
spent most of his later years
157
465680
2456
아인슈타인도 말년의 대부분을 허비하며
08:00
on a futile search
for a unified theory of physics,
for a unified theory of physics,
158
468160
3176
물리학의 통일 이론을 찾고자 했죠.
08:03
and physicists have kept at it ever since.
159
471360
3376
그 이후로 물리학자들도
연구를 계속했습니다.
연구를 계속했습니다.
08:06
One of the most promising candidates
for a unified theory is string theory,
for a unified theory is string theory,
160
474760
4136
가장 유력한 통합이론의
후보 중 하나가 초끈이론입니다.
후보 중 하나가 초끈이론입니다.
08:10
and the essential idea is,
161
478920
1296
그 이론의 기본적인 내용은
08:12
if you could zoom in on the fundamental
particles that make up our world,
particles that make up our world,
162
480240
3496
온 우주를 구성하는 기본입자를
확대해서 들여다보면
확대해서 들여다보면
08:15
you'd see actually
that they're not particles at all,
that they're not particles at all,
163
483760
2656
그것들이 사실은 애초부터 입자가 아닌
08:18
but tiny vibrating strings of energy,
164
486440
2616
에너지를 갖는 진동하는
끈으로 이루어져 있고,
끈으로 이루어져 있고,
08:21
with each frequency of vibration
corresponding to a different particle,
corresponding to a different particle,
165
489080
4336
진동 주파수에 대응해서 각각의
다른 입자로 구분된다는 것입니다.
다른 입자로 구분된다는 것입니다.
08:25
a bit like musical notes
on a guitar string.
on a guitar string.
166
493440
2560
기타 줄마다 다른 음을
내는 것과 비슷한 거죠.
내는 것과 비슷한 거죠.
08:28
So it's a rather elegant, almost poetic
way of looking at the world,
way of looking at the world,
167
496680
3376
이 이론은 우아하면서도
시적으로 세상을 바라보지만
시적으로 세상을 바라보지만
08:32
but it has one catastrophic problem.
168
500080
3456
재앙에 가까운 문제가 하나 있습니다.
08:35
It turns out that string theory
isn't one theory at all,
isn't one theory at all,
169
503560
2896
초끈이론은 하나의 이론이 아니라
08:38
but a whole collection of theories.
170
506480
2296
여러 이론의 집합체였다는 겁니다.
08:40
It's been estimated, in fact,
171
508800
1416
실제로 초끈이론에는
08:42
that there are 10 to the 500
different versions of string theory.
different versions of string theory.
172
510240
3936
10개에서 500개까지의
다른 설명이 존재합니다.
다른 설명이 존재합니다.
08:46
Each one would describe
a different universe
a different universe
173
514200
2376
각각의 설명은 다른 물리이론으로
08:48
with different laws of physics.
174
516600
2136
다른 우주를 설명합니다.
08:50
Now, critics say this makes
string theory unscientific.
string theory unscientific.
175
518760
2616
이 때문에 초끈이론이 과학적이지
못하다는 비판도 있습니다.
못하다는 비판도 있습니다.
08:53
You can't disprove the theory.
176
521400
1936
이 이론이 틀렸다는 걸
입증할 수 없다는 것이죠.
입증할 수 없다는 것이죠.
08:55
But others actually
turned this on its head
turned this on its head
177
523360
2000
하지만 어떤 이들은 관점을 달리해서
08:57
and said, well,
maybe this apparent failure
maybe this apparent failure
178
525384
2272
그 분명한 실패가 초끈이론의
08:59
is string theory's greatest triumph.
179
527680
2336
가장 큰 성공일지도 모른다고도 합니다.
09:02
What if all of these 10 to the 500
different possible universes
different possible universes
180
530040
3376
10에서 500개의 다양한 우주들이
09:05
actually exist out there somewhere
181
533440
2216
실제로 저 어딘가에 존재하며
09:07
in some grand multiverse?
182
535680
2120
거대한 다중우주를 이룬다면요?
09:10
Suddenly we can understand
183
538440
1696
그러면 우리는 이 두 위험한 숫자들의
09:12
the weirdly fine-tuned values
of these two dangerous numbers.
of these two dangerous numbers.
184
540160
3576
이상하리만치 정교하게 조정된
수치를 이해할 수 있게 됩니다.
수치를 이해할 수 있게 됩니다.
09:15
In most of the multiverse,
185
543760
1296
대부분의 우주에서는
09:17
dark energy is so strong
that the universe gets torn apart,
that the universe gets torn apart,
186
545080
2976
암흑에너지가 너무 강해서
우주가 분열되거나
우주가 분열되거나
09:20
or the Higgs field is so weak
that no atoms can form.
that no atoms can form.
187
548080
3336
힉스 장이 너무 미약해서
원자가 형성되지 못합니다.
원자가 형성되지 못합니다.
09:23
We live in one of the places
in the multiverse
in the multiverse
188
551440
2176
우리는 다중우주 속에서
그 두 숫자가 맞아떨어지는 곳 중
그 두 숫자가 맞아떨어지는 곳 중
09:25
where the two numbers are just right.
189
553640
2376
하나에서 살고 있는 겁니다.
09:28
We live in a Goldilocks universe.
190
556040
2360
우주의 골디락스 영역이라는 곳이죠.
09:31
Now, this idea is extremely controversial,
and it's easy to see why.
and it's easy to see why.
191
559640
4856
이 이론은 논란이 많은데,
그 이유는 간단합니다.
그 이유는 간단합니다.
09:36
If we follow this line of thinking,
192
564520
1896
이런 류의 생각을 계속 하면
09:38
then we will never be able
to answer the question,
to answer the question,
193
566440
2376
한가지 질문에 대한 답을
영원히 찾을 수 없게 됩니다.
영원히 찾을 수 없게 됩니다.
09:40
"Why is there something
rather than nothing?"
rather than nothing?"
194
568840
2456
"왜 비어 있지 않고 뭔가로
채워져 있는가"하는 것이죠.
채워져 있는가"하는 것이죠.
09:43
In most of the multiverse,
there is nothing,
there is nothing,
195
571320
2176
대부분의 다중 우주에는
아무것도 없습니다.
아무것도 없습니다.
09:45
and we live in one of the few places
196
573520
1816
우리는 물리법칙이 무언가가
09:47
where the laws of physics
allow there to be something.
allow there to be something.
197
575360
3000
존재할 수 있도록 해주는 몇 안 되는
장소에서 살고 있습니다.
장소에서 살고 있습니다.
09:51
Even worse, we can't test
the idea of the multiverse.
the idea of the multiverse.
198
579360
3136
더 나쁜건, 우리는 다중우주 이론을
실험해 볼 수도 없다는 겁니다.
실험해 볼 수도 없다는 겁니다.
09:54
We can't access these other universes,
199
582520
2136
다른 우주들에 접근할 수 없습니다.
09:56
so there's no way of knowing
whether they're there or not.
whether they're there or not.
200
584680
3240
그렇기에 그것이 존재하는지
알 수 있는 방법이 없습니다.
알 수 있는 방법이 없습니다.
10:01
So we're in an extremely
frustrating position.
frustrating position.
201
589640
3336
결국 굉장히 좌절스러운 상태에 있죠.
10:05
That doesn't mean
the multiverse doesn't exist.
the multiverse doesn't exist.
202
593000
2696
하지만 그렇다고 다중우주가
존재하지 않는 건 아닙니다.
존재하지 않는 건 아닙니다.
10:07
There are other planets,
other stars, other galaxies,
other stars, other galaxies,
203
595720
2576
다른 행성도 있고
별도 있고 은하도 있는데
별도 있고 은하도 있는데
10:10
so why not other universes?
204
598320
2176
다른 우주가 없으란 법은 없죠.
10:12
The problem is, it's unlikely
we'll ever know for sure.
we'll ever know for sure.
205
600520
3360
문제는 영원토록 확실히
알지는 못할 거라는 겁니다.
알지는 못할 거라는 겁니다.
10:16
Now, the idea of the multiverse
has been around for a while,
has been around for a while,
206
604720
3336
다중우주 이론은
오래 전부터 있었습니다.
오래 전부터 있었습니다.
10:20
but in the last few years,
we've started to get the first solid hints
we've started to get the first solid hints
207
608080
3256
하지만 최근 몇 년에 와서야
우리는 이런 방식의 추론이
우리는 이런 방식의 추론이
10:23
that this line of reasoning
may get born out.
may get born out.
208
611360
2760
증명될 수도 있다는 확실한
증거를 찾기 시작했습니다.
증거를 찾기 시작했습니다.
10:27
Despite high hopes
for the first run of the LHC,
for the first run of the LHC,
209
615280
3376
LHC의 첫 가동 때 가졌던
높은 기대에도 불구하고
높은 기대에도 불구하고
10:30
what we were looking for there --
210
618680
1572
우리는 그 안에서 발견하고자
했던 걸 찾지 못했습니다.
했던 걸 찾지 못했습니다.
10:32
we were looking
for new theories of physics:
for new theories of physics:
211
620276
2060
우리는 물리학의 새로운
이론을 찾고 있었습니다.
이론을 찾고 있었습니다.
10:34
supersymmetry or large extra dimensions
212
622360
1896
초대칭성이나 거대여분 차원으로
10:36
that could explain this weirdly
fine-tuned value of the Higgs field.
fine-tuned value of the Higgs field.
213
624280
4216
이상하게 정교한 힉스 장의 값을
설명할 수 있기를 기대했습니다.
설명할 수 있기를 기대했습니다.
10:40
But despite high hopes, the LHC
revealed a barren subatomic wilderness
revealed a barren subatomic wilderness
214
628520
4216
하지만 우리 염원에도 불구하고
LHC로 발견해낸 것은
LHC로 발견해낸 것은
외로운 힉스 입자만 혼자 있는
황량한 아원자 황무지였습니다.
황량한 아원자 황무지였습니다.
10:44
populated only by a lonely Higgs boson.
215
632760
2680
10:48
My experiment published paper after paper
216
636680
2336
제 실험에 관한 여러 논문은
10:51
where we glumly had to conclude
that we saw no signs of new physics.
that we saw no signs of new physics.
217
639040
4480
새로운 물리학의 징후를 찾지 못했다는
우울한 결론으로 발표되었습니다.
우울한 결론으로 발표되었습니다.
10:56
The stakes now could not be higher.
218
644400
2656
현재는 그 어느 때보다도
위험도가 높습니다.
위험도가 높습니다.
10:59
This summer, the LHC began
its second phase of operation
its second phase of operation
219
647080
2896
올 여름, LHC의 2단계 실험에서는
11:02
with an energy almost double
what we achieved in the first run.
what we achieved in the first run.
220
650000
3256
첫 실험 때보다 거의 2배의
에너지로 가동을 시작했습니다.
에너지로 가동을 시작했습니다.
11:05
What particle physicists
are all desperately hoping for
are all desperately hoping for
221
653280
2656
입자물리학자들이 절실하게 바라는 것은
11:07
are signs of new particles,
micro black holes,
micro black holes,
222
655960
2776
새로운 입자의 증거와,
마이크로 블랙홀,
마이크로 블랙홀,
11:10
or maybe something totally unexpected
223
658760
2096
혹은 전혀 예상치 않았던 무언가가
11:12
emerging from the violent collisions
at the Large Hadron Collider.
at the Large Hadron Collider.
224
660880
3616
LHC에서의 격렬한 충돌의
결과로 이어지는 것입니다.
결과로 이어지는 것입니다.
11:16
If so, then we can continue
this long journey
this long journey
225
664520
2336
그렇게 되면 우리는 100년 전
11:18
that began 100 years ago
with Albert Einstein
with Albert Einstein
226
666880
2576
자연의 법칙을 더 깊이 이해하려 했던
11:21
towards an ever deeper understanding
of the laws of nature.
of the laws of nature.
227
669480
3520
아인슈타인과 함께 시작된
긴 여정을 계속할 수 있습니다.
긴 여정을 계속할 수 있습니다.
11:25
But if, in two or three years' time,
228
673760
2016
하지만 2-3년 내에
11:27
when the LHC switches off again
for a second long shutdown,
for a second long shutdown,
229
675800
3336
두 번째로 LHC의 전원을 꺼둔 동안에
11:31
we've found nothing but the Higgs boson,
230
679160
2296
힉스 입자밖에 찾은 게 없다면
11:33
then we may be entering
a new era in physics:
a new era in physics:
231
681480
3816
우리는 물리학의 새로운 시대로
접어들게 될 수도 있습니다.
접어들게 될 수도 있습니다.
11:37
an era where there are weird features
of the universe that we cannot explain;
of the universe that we cannot explain;
232
685320
4776
그 시대는 우주의 이상한 특성를
결코 설명할 수 없는 시대이고,
결코 설명할 수 없는 시대이고,
11:42
an era where we have hints
that we live in a multiverse
that we live in a multiverse
233
690120
3056
우리가 다중우주에 살고 있다는 증거가
11:45
that lies frustratingly
forever beyond our reach;
forever beyond our reach;
234
693200
3776
영원히 닿을 수 없는 곳에
존재하는 시대입니다.
존재하는 시대입니다.
11:49
an era where we will never be able
to answer the question,
to answer the question,
235
697000
3256
"왜 비어있지 않고 뭔가로
채워죠 있는가"라는 질문에
채워죠 있는가"라는 질문에
11:52
"Why is there something
rather than nothing?"
rather than nothing?"
236
700280
3056
영원히 대답할 수 없는 시대일 겁니다.
11:55
Thank you.
237
703360
1216
감사합니다.
11:56
(Applause)
238
704600
6416
(박수)
12:03
Bruno Giussani: Harry,
even if you just said
even if you just said
239
711040
3056
브루노 지우사니(BG): 클리프 박사님,
방금 말씀하시길
방금 말씀하시길
12:06
the science may not have some answers,
240
714120
1856
과학이 답할 수 없는 게 있다고 하셨지만
12:08
I would like to ask you a couple
of questions, and the first is:
of questions, and the first is:
241
716000
3016
몇 가지 질문을 드리고 싶어요.
첫 번째 질문은..
첫 번째 질문은..
12:11
building something like the LHC
is a generational project.
is a generational project.
242
719040
3016
LHC같은 걸 만드는 건 몇 세대에
걸친 프로젝트잖아요.
걸친 프로젝트잖아요.
12:14
I just mentioned, introducing you,
that we live in a short-term world.
that we live in a short-term world.
243
722080
4296
제가 박사님을 소개하면서 우리는
단기적인 세상에 산다고 말했는데요.
단기적인 세상에 산다고 말했는데요.
12:18
How do you think so long term,
244
726400
2856
어떻게 이런 기계를 만들 때
12:21
projecting yourself out a generation
when building something like this?
when building something like this?
245
729280
3336
한 세대를 넘어 내다보면서
장기적인 사고를 하실 수 있나요?
장기적인 사고를 하실 수 있나요?
12:24
Harry Cliff: I was very lucky
246
732640
1416
HC: 2008년에 LHC에서의 실험에
운 좋게 합류할 수 있었어요.
운 좋게 합류할 수 있었어요.
12:26
that I joined the experiment
I work on at the LHC in 2008,
I work on at the LHC in 2008,
247
734080
2816
12:28
just as we were switching on,
248
736920
1381
가동을 막 시작할 때였죠.
12:30
and there are people in my research group
who have been working on it
who have been working on it
249
738325
3251
제 연구팀에는 30년동안 이 일에
매달려 온 사람들도 있습니다.
매달려 온 사람들도 있습니다.
12:33
for three decades,
their entire careers on one machine.
their entire careers on one machine.
250
741600
2616
일생을 한 기계에만 매달린 거죠.
LHC에 관한 논의가 시작된 건
1976년이었다고 생각합니다.
1976년이었다고 생각합니다.
12:36
So I think the first conversations
about the LHC were in 1976,
about the LHC were in 1976,
251
744240
3176
12:39
and you start planning the machine
without the technology
without the technology
252
747440
2696
기계를 짓기 위해 필요한
기술이 없는 상태에서
기술이 없는 상태에서
만들 계획을 세우기 시작했죠.
12:42
that you know you're going to need
to be able to build it.
to be able to build it.
253
750160
2416
설계가 본격적으로 시작되었던
90년대 초반에 컴퓨터의 연산력은
90년대 초반에 컴퓨터의 연산력은
12:44
So the computing power
did not exist in the early '90s
did not exist in the early '90s
254
752600
2536
12:47
when design work began in earnest.
255
755160
1620
존재하지 않았습니다.
12:48
One of the big detectors
which record these collisions,
which record these collisions,
256
756804
2216
충돌을 기록하는
대형 검출기 중 하나의 경우에는,
대형 검출기 중 하나의 경우에는,
12:51
they didn't think there was technology
257
759044
1852
LHC에서 나온 방사선을 견딜 수 있는
12:52
that could withstand the radiation
that would be created in the LHC,
that would be created in the LHC,
258
760920
2856
기술이 있으리라고 당시의
사람들은 생각하지 않았습니다.
사람들은 생각하지 않았습니다.
12:55
so there was basically a lump of lead
in the middle of this object
in the middle of this object
259
763800
2736
그래서 기계 한 가운데에
납 덩어리를 놓고
납 덩어리를 놓고
12:58
with some detectors around the outside,
260
766560
1576
그 주변 바깥에 검출기를 두었죠.
13:00
but subsequently
we have developed technology.
we have developed technology.
261
768160
1896
하지만 점차 기술을 발전시켰습니다.
13:02
So you have to rely on people's ingenuity,
that they will solve the problems,
that they will solve the problems,
262
770080
3336
그러니까 창의력에 의존해야 합니다.
그게 문제를 해결해주죠.
그게 문제를 해결해주죠.
하지만 그 길을 가는 데
10년 넘게 걸릴 수 있죠.
10년 넘게 걸릴 수 있죠.
13:05
but it may be a decade
or more down the line.
or more down the line.
263
773440
1856
BG: 중국이 2-3주 전 쯤에
13:07
BG: China just announced
two or three weeks ago
two or three weeks ago
264
775320
2216
13:09
that they intend to build
265
777560
1456
LHC보다 2배 큰
13:11
a supercollider twice the size of the LHC.
266
779040
2976
충돌기 건설을 발표했습니다.
13:14
I was wondering how you
and your colleagues welcome the news.
and your colleagues welcome the news.
267
782040
3616
박사님과 동료분은 이 소식을
어떻게 생각하시는지 궁금합니다.
어떻게 생각하시는지 궁금합니다.
13:17
HC: Size isn't everything, Bruno.
BG: I'm sure. I'm sure.
BG: I'm sure. I'm sure.
268
785680
2736
HC: 크기가 전부는 아니에요.
BG: 물론 그렇겠죠.
BG: 물론 그렇겠죠.
13:20
(Laughter)
269
788440
1776
(웃음)
13:22
It sounds funny for a particle
physicist to say that.
physicist to say that.
270
790240
2096
입자 물리학자가
그렇게 말하니까 웃기네요.
그렇게 말하니까 웃기네요.
13:24
But I mean, seriously, it's great news.
271
792360
2336
근데 정말 대단한 소식이잖아요.
13:26
So building a machine like the LHC
272
794720
2496
LHC같은 장치를 만드려면
13:29
requires countries from all over the world
to pool their resources.
to pool their resources.
273
797240
2776
전 세계의 국가들이 자원을
공유해야 합니다.
공유해야 합니다.
13:32
No one nation can afford
to build a machine this large,
to build a machine this large,
274
800040
2336
이렇게 큰 장치를 만들 여력이
있는 국가는 없습니다.
있는 국가는 없습니다.
13:34
apart from maybe China,
275
802400
1216
중국은 가능할 수도 있겠네요.
13:35
because they can mobilize
huge amounts of resources,
huge amounts of resources,
276
803640
2216
이런 기계를 만드는 데
거대한 양의 노동력과
거대한 양의 노동력과
13:37
manpower and money
to build machines like this.
to build machines like this.
277
805880
2056
자본과 자원을 동원할 수 있으니까요.
13:39
So it's only a good thing.
278
807960
1256
좋은 소식이기는 합니다.
13:41
What they're really planning to do
is to build a machine
is to build a machine
279
809240
2336
중국이 하려는 건 힉스 입자를
상세하게 연구하고
상세하게 연구하고
13:43
that will study the Higgs boson in detail
and could give us some clues
and could give us some clues
280
811600
2736
초대칭성같은 새로운 이론이
정말 존재하는지에 대한 증거를
정말 존재하는지에 대한 증거를
13:46
as to whether these new ideas,
like supersymmetry, are really out there,
like supersymmetry, are really out there,
281
814360
2936
줄 수 있는 기계를 만드려는 거잖아요.
13:49
so it's great news for physics, I think.
282
817320
1905
그래서 물리학 측면에서는
좋은 소식이라 생각해요.
좋은 소식이라 생각해요.
13:51
BG: Harry, thank you.
HC: Thank you very much.
HC: Thank you very much.
283
819249
2176
HG: 감사합니다. 클리프 박사님.
HC: 감사합니다.
HC: 감사합니다.
13:53
(Applause)
284
821449
3191
(박수)
ABOUT THE SPEAKER
Harry Cliff - Particle physicistHarry Cliff looks for answers to questions about the origins of the universe and the laws of nature.
Why you should listen
Harry Cliff works on the Large Hadron Collider at CERN and is a member of the LHCb collaboration, a large international team searching for signs of new particles and forces of nature in high-energy particle collisions. He is the Fellow of Modern Science at the Science Museum in London and curated their “Collider” exhibition as well as the more recent “Einstein’s Legacy”, which explores the scientific and cultural impact of Albert Einstein’s life and work.
Harry Cliff | Speaker | TED.com