끈 이론 설명 – 현실의 진정한 본질은 무엇인가?: 영어 학습 노트

What is the true nature of the universe?

우주의 진정한 본질은 무엇일까요?

To answer this question,

이 질문에 답하기 위해,

humans come up with stories to describe the world. 구동사

인간은 세상을 묘사하는 이야기를 만들어냅니다.

We test our stories and learn what to keep and what to throw away. 문법

우리는 그 이야기들을 시험해 보고 무엇을 유지하고 무엇을 버려야 할지 배웁니다.

But the more we learn, 문법

하지만 우리가 더 많이 배울수록,

the more complicated and weird our stories become.

우리의 이야기는 더 복잡하고 기이해집니다.

Some of them so much so that it's really hard to know what they're actually about. 표현 묶음

그중 일부는 너무 복잡해서 실제로 무엇에 관한 것인지 알기 정말 어렵습니다.

Like string theory,

끈 이론처럼 말이죠.

a famous, controversial,

유명하고, 논란이 많으며,

and often misunderstood story about the nature of everything.

종종 오해받는, 만물의 본질에 관한 이야기입니다.

Why did we come up with it,

우리는 왜 그것을 생각해 냈을까요?

and is it correct or just an idea we should chuck out? 구동사

그것은 맞는 이론일까요, 아니면 버려야 할 아이디어일까요?

To understand the true nature of reality,

현실의 진정한 본질을 이해하기 위해,

we looked at things up close and were amazed.

우리는 사물을 가까이에서 살펴보고 놀라움을 금치 못했습니다.

Wondrous landscapes in the dust,

먼지 속의 경이로운 풍경,

zoos of bizarre creatures,

기이한 생물들의 동물원,

complex protein robots.

복잡한 단백질 로봇들.

All of them made from structures of molecules made up of countless even smaller things, 표현 묶음

이 모든 것들은 무수히 더 작은 것들로 이루어진 분자 구조로 만들어졌습니다.

atoms.

바로 원자입니다.

We thought they were the final layer of reality

우리는 그것들이 현실의 마지막 층이라고 생각했습니다.

until we smashed them together really hard

우리가 그것들을 아주 세게 충돌시켜서

and discovered things that can't be divided anymore,

더 이상 쪼개질 수 없는 것들을 발견하기 전까지는요.

elementary particles.

그것이 기본 입자입니다.

But now we had a problem.

하지만 이제 문제가 생겼습니다.

They're so small that we could no longer look at them. 문법

그것들은 너무 작아서 우리가 더 이상 볼 수 없게 되었습니다.

Think about it.

생각해 보세요.

What is seeing?

'본다'는 것은 무엇일까요?

To see something,

무언가를 보려면,

we need light,

우리는 빛이 필요합니다.

an electromagnetic wave.

전자기파 말입니다.

This wave hits the surface of the thing and gets reflected back from it into your eye.

이 파동이 물체의 표면에 부딪힌 다음 반사되어 여러분의 눈으로 들어옵니다.

The wave carries information from the object that your brain uses to create an image.

이 파동은 여러분의 뇌가 이미지를 생성하는 데 사용하는 물체의 정보를 전달합니다.

So you can't see something without somehow interacting with it.

따라서 어떤 방식으로든 물체와 상호작용하지 않고는 무언가를 볼 수 없습니다.

Seeing is touching, 전개 흐름

본다는 것은 만지는 것이며,

an active process,

수동적인 것이 아니라

not a passive one.

능동적인 과정입니다.

This is not a problem with most things.

대부분의 물체에서는 이것이 문제가 되지 않습니다.

But particles are very, very, very small.

하지만 입자는 너무, 너무, 너무 작습니다.

So small that the electromagnetic waves we use to see are too big to touch them. 문법

우리가 보는 데 사용하는 전자기파가 만지기에는 너무 클 정도로 작습니다.

Visible light just passes over them.

가시광선은 그냥 그 위를 지나쳐 버립니다.

We can try to solve this by creating electromagnetic waves with more and much smaller wavelengths, 문법

파장이 훨씬 짧고 더 작은 전자기파를 만들어서 이를 해결하려고 시도할 수 있지만,

but in quantum physics,

양자 물리학에서

shorter wavelengths means more energy.

짧은 파장은 더 많은 에너지를 의미합니다.

So when we touch a particle with a wave that has a lot of energy,

그래서 에너지가 많은 파동으로 입자를 건드리면,

it gets a kick. 어휘 쓰임

입자는 충격을 받게 됩니다.

By looking at a particle,

입자를 바라봄으로써,

we change it.

우리는 그것을 변화시킵니다.

In quantum physics,

양자 물리학에서는,

we cannot know where a particle is and where it's going with absolute precision.

입자가 어디에 있고 어디로 가고 있는지 절대적인 정밀도로 알 수 없습니다.

This fact is so important that it has a name,

이 사실은 너무 중요해서 이름까지 붙어 있습니다.

the Heisenberg uncertainty principle, 문화 배경

하이젠베르크의 불확정성 원리,

the basis of all quantum physics.

모든 양자 물리학의 기초입니다.

So what does a particle look like then?

그렇다면 입자는 어떻게 생겼을까요?

What is its nature?

그것의 본질은 무엇일까요?

We don't know.

우리는 모릅니다.

If we look really hard,

아무리 자세히 들여다보아도,

we can see a blurry sphere of influence,

흐릿한 영향력의 영역만 보일 뿐,

but not the particles themselves.

입자 자체는 볼 수 없습니다.

We just know they exist.

우리는 그저 그것들이 존재한다는 것만 알고 있습니다.

But if that's the case, 표현 묶음

하지만 그렇다면,

how can we do any science with them?

우리가 어떻게 그것들로 과학을 할 수 있을까요?

We did what humans do and invented a new story,

우리는 인간이 늘 하던 대로 새로운 이야기를 만들어 냈습니다.

a mathematical fiction. 관용구

수학적 허구를 말이죠.

The story of the point particle.

점 입자의 이야기입니다.

We decided that we would pretend that a particle is a point in space.

우리는 입자가 공간상의 점인 척하기로 결정했습니다.

Any electron is a point with a certain electric charge and a certain mass, 어휘 쓰임

어떤 전자든 특정한 전하와 질량을 가진 점이며,

all indistinguishable from each other. 표현 묶음

모두 서로 구별할 수 없습니다.

This way, 전개 흐름

이렇게 하면,

physicists could define them and calculate all of their interactions.

물리학자들은 그것들을 정의하고 그것들의 모든 상호작용을 계산할 수 있었습니다.

This can be made precise in quantum field theory,

이는 양자장론에서 정밀하게 다루어질 수 있으며,

and this solved a lot of problems.

이는 많은 문제를 해결했습니다.

All of the standard model of particle physics is built on it, 구동사

입자 물리학의 모든 표준 모형은 그 위에 세워져 있으며,

and it predicts lots of things very well.

그것은 많은 것들을 매우 잘 예측합니다.

Some quantum properties of the electron,

예를 들어 전자의 일부 양자 특성은

for example,

테스트를 거쳐

have been tested and are accurate up to 0.000000000002%. 표현 묶음

0.000000000002%까지 정확합니다.

So while particles are not really points,

따라서 입자는 실제로 점이 아니지만,

by treating them as if they were, 문법

점인 것처럼 취급함으로써,

we get a pretty good picture of the universe.

우리는 우주에 대한 꽤 좋은 그림을 얻게 됩니다.

Not only did this idea advance science, 문법

이 아이디어는 과학을 발전시켰을 뿐만 아니라,

it also led to a lot of real-world technology we use every day.

우리가 매일 사용하는 현실 세계의 많은 기술로도 이어졌습니다.

But there's a huge problem,

하지만 큰 문제가 있습니다.

gravity.

바로 중력입니다.

In quantum mechanics,

양자 역학에서,

all physical forces are carried by certain particles. 어휘 쓰임

모든 물리적인 힘은 특정 입자들에 의해 전달됩니다.

But according to Einstein's general relativity, 표현 묶음

하지만 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면,

gravity is not a force like the others in the universe.

중력은 우주의 다른 힘들 과는 다릅니다.

If the universe is a play, 관용구

우주가 연극이라면,

particles are the actors,

입자는 배우이지만,

but gravity is the stage.

중력은 무대입니다.

To put it simply, 전개 흐름

간단히 말해서,

gravity is a theory of geometry,

중력은 기하학의 이론입니다.

the geometry of space-time itself,

시공간 자체의 기하학이며,

of distances which we need to describe with absolute precision.

우리가 절대적인 정밀도로 묘사해야 하는 거리의 기하학입니다.

But since there is no way to precisely measure things in the quantum world,

하지만 양자 세계에서는 사물을 정밀하게 측정할 방법이 없기 때문에,

our story of gravity doesn't work with our story of quantum physics.

우리의 중력 이야기는 우리의 양자 물리학 이야기와 맞지 않습니다.

When physicists tried to add gravity to the story by inventing a new particle,

물리학자들이 새로운 입자를 발명하여 이야기에 중력을 추가하려고 했을 때,

their mathematics broke down. 구동사

그들의 수학은 무너졌습니다.

And this is a big problem.

그리고 이것은 큰 문제입니다.

If we could marry gravity to quantum physics and the standard model, 관용구

우리가 중력을 양자 물리학과 표준 모형에 결합시킬 수 있다면,

we would have the theory of everything.

우리는 모든 것의 이론을 얻게 될 것입니다.

So very smart people came up with a new story.

그래서 아주 똑똑한 사람들이 새로운 이야기를 생각해 냈습니다.

They asked,

그들은 물었습니다.

what is more complex than a point?

점보다 더 복잡한 것은 무엇일까?

A line,

선,

or a string.

또는 끈.

String theory was born.

끈 이론이 탄생했습니다.

What makes string theory so elegant is that it describes many different elementary particles as different modes of vibration of the string. 문법

끈 이론을 그토록 우아하게 만드는 것은 다양한 기본 입자들을 끈의 서로 다른 진동 모드로 묘사한다는 점입니다.

Just like a violin string vibrating differently can give you a lot of different notes, 전개 흐름

바이올린 현이 다르게 진동하여 다양한 음표를 만들어낼 수 있듯이,

a string can give you different particles.

하나의 끈은 다른 입자들을 만들어낼 수 있습니다.

Most importantly,

가장 중요한 것은,

this includes gravity.

여기에 중력이 포함된다는 것입니다.

String theory promised to unify all fundamental forces of the universe.

끈 이론은 우주의 모든 기본 힘을 통일할 것을 약속했습니다.

This caused enormous excitement and hype.

이것은 엄청난 흥분과 과대광고를 불러일으켰습니다.

String theory quickly graduated to a possible theory of everything. 관용구

끈 이론은 모든 것의 이론이 될 가능성 있는 후보로 빠르게 자리 잡았습니다.

Unfortunately,

불행히도,

string theory comes with a lot of strings attached. 관용구

끈 이론에는 많은 조건이 따릅니다.

Much of the maths involving a consistent string theory does not work in our universe

일관된 끈 이론과 관련된 수학의 대부분은 우리 우주에서는 작동하지 않습니다.

with its three spatial and one temporal dimensions. 어휘 쓰임

우리의 우주는 세 개의 공간 차원과 하나의 시간 차원으로 되어 있으니까요.

String theory requires 10 dimensions to work out.

끈 이론이 성립하려면 10차원이 필요합니다.

So string theorists did calculations in model universes

그래서 끈 이론가들은 모델 우주에서 계산을 한 다음,

and then try to get rid of the six additional dimensions and describe our own universe. 구동사

6개의 추가 차원을 제거하고 우리 자신의 우주를 묘사하려고 시도합니다.

But so far, 표현 묶음

하지만 지금까지

nobody has succeeded,

아무도 성공하지 못했고,

and no prediction of string theory has been proven in an experiment. 문법

끈 이론의 어떤 예측도 실험으로 입증된 적이 없습니다.

So string theory did not reveal the nature of our universe.

그래서 끈 이론은 우리 우주의 본질을 밝혀내지 못했습니다.

One could argue that in this case, 전개 흐름

이 경우에 이렇게 주장할 수도 있을 겁니다.

string theory really isn't useful at all.

끈 이론은 정말 전혀 쓸모가 없다고요.

Science is all about experiments and predictions.

과학은 실험과 예측이 전부입니다.

If we can't do those,

우리가 그것을 할 수 없다면,

why should we bother with strings? 말투와 의도

왜 끈에 신경 써야 할까요?

It really is all about how we use it.

사실 모든 것은 우리가 그것을 어떻게 사용하느냐에 달려 있습니다.

Physics is based on maths.

물리학은 수학에 기반합니다.

2 + 2 makes 4.

2 더하기 2는 4입니다.

This is true no matter how you feel about it. 문법

여러분이 이에 대해 어떻게 느끼든 이것은 사실입니다.

And the maths in string theory does work out. 문법

그리고 끈 이론의 수학은 실제로 성립합니다.

That's why string theory is still useful.

이것이 끈 이론이 여전히 유용한 이유입니다.

Imagine that you want to build a cruise ship,

여러분이 유람선을 만들고 싶다고 상상해 보세요.

but you only have blueprints for a small rowing boat.

하지만 여러분에게는 작은 노 젓는 배의 설계도밖에 없습니다.

There are plenty of differences,

많은 차이점이 있습니다.

the engine,

엔진,

the materials,

재료,

the scale.

규모.

But both things are fundamentally the same,

하지만 두 가지 모두 근본적으로는 같습니다.

things that float.

물에 뜬다는 점에서요.

So by studying the rowing boat blueprints, 문법

따라서 노 젓는 배의 설계도를 연구함으로써,

you might still learn something about how to build a cruise ship eventually.

여러분은 마침내 유람선을 만드는 방법에 대해 뭔가를 배울 수도 있습니다.

With string theory,

끈 이론을 통해,

we can try to answer some questions about quantum gravity

우리는 양자 중력에 관한 몇 가지 질문에 답하려고 시도할 수 있습니다.

that have been puzzling physicists for decades, 문법

수십 년 동안 물리학자들을 당혹스럽게 했던 문제들 말입니다.

such as how black holes work or the information paradox.

예를 들어 블랙홀이 어떻게 작동하는지 또는 정보 역설 같은 것들이죠.

String theory may point us in the right direction. 관용구

끈 이론이 우리를 올바른 방향으로 안내할 수도 있습니다.

When used in this spirit, 문법

이런 마음가짐으로 사용될 때,

string theory becomes a precious tool for theoretical physicists

끈 이론은 이론 물리학자들에게 귀중한 도구가 되며

and help them discover new aspects of the quantum world

양자 세계의 새로운 측면과

and some beautiful mathematics.

아름다운 수학을 발견하도록 도와줍니다.

So maybe the story of string theory is not the theory of everything, 문법

그러니 어쩌면 끈 이론의 이야기는 모든 것의 이론이 아닐 수도 있지만,

but just like the story of the point particle,

점 입자의 이야기처럼,

it may be an extremely useful story.

매우 유용한 이야기일 수 있습니다.

We don't yet know what the true nature of reality is,

우리는 현실의 진정한 본질이 무엇인지 아직 모릅니다.

but we'll keep coming up with stories to try and find out

하지만 우리는 알아내기 위해 계속해서 새로운 이야기를 생각해 낼 것입니다.

until one day,

언젠가

hopefully,

바라건대,

we do know.

우리가 정말 알게 될 때까지요.

This video was supported by the Swiss National Science Foundation

이 영상은 스위스 국립과학재단의 지원을 받았으며,

and realized with the scientific advice of Alessandro Sfondrini.

Alessandro Sfondrini의 과학적 자문을 받아 제작되었습니다.