[카오스 술술과학] 도대체 엔트로피란 무엇일까? 2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體', 12월 4일까지 매주 수요일 7시 30분! 네이버TV와 카오스 재단 홈페이지에서 생중계됩니다! (10월 9일 한글날에는 강연이 진행되지 않습니다) - 과학의 신세계♥카오스재단 ~ 홈 ikaos.org (가입시 강연 행사 안내) 페 북 kaosfoundation 유튜브 / kaosscience 인스타 kaosfoundation
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어려운 과학 논쟁을 이렇게 흥미진진하게 풀어내다니... 정말 유익하면서도 수준 높은 동영상입니다. 마음 깊이 감사드립니다. 공부 좀 한다는 이과생 대부분이 의대에 쏠리는 현실 때문에 우리나라는 사실 기초 과학이 너무 부실하지요. 기초과학에 대한 관심이 높아지고 지원이 많아져서 우리나라에서도 위대한 과학자들이 많이 나오기를 기원합니다.
엔트로피와 열역학문제에 대해 나름대 가장 알기쉽게 잘 설명하셔 주셨고 전개되어 온 역사적 과정도 잘 설명하셔 주셨습니다. 제가 여기서 첨가하여 근본적 과제를 간략히 기술해 드리겠습니다. 시공연속체란 말이 있지요. 이는 공간이 시간을 내포하고 있다는 의미입니다. 이래서 공간은 작용을 한다 이렇게 볼수 있습니다. 움직임이 아닙니다. 작용입니다. 이렇게 공간이 작용하므로서 여기에는 힘이 즉 에너지가 나타나게 됩니다. 자,,, 이것을 이제 쉽게 이해하기 위해 이런 이 우주공간을 위치에너지로 보면 됩니다. 이러면 이 전우주공간의 위치에너지는 이 상태로는 원만한 에너지작용을 할수없기 때문에 원만히 작용하려 하는 자체에서 힘이 생기게 됩니다. 이 힘에 의해서 이 위치에너지의 절반 가량이 운동에너지로 바뀌게 됩니다. (이것을 켈빈법칙이라고도함) 이 운동에너지도 가장 원만히 작용하기 위해 어떤 현상이 일어나느냐 하면 그 공간크기 범위내에서 어느 특이점에 몰려들게 되고 거의 다 몰려들게 되면 대단히 빠르게 스핀운동 하면서 내부구조체계를 구성형성하여 최고로 빠른 속도로 내부구조작용을 하게 됩니다. 즉 내부생체구조체계작용을 한다 이렇게 보면 됩니다. 이렇게 되면 강력히 운동하는 내부구조체생체 즉 개체가 됩니다. 다시말해 이 많은량의 운동에너지가 최고로 엄청나게 질서화되는 운동에너지체로 된다는 의미이기도 합니다. 이래서 이 체를 우리는 질량이라 하게 됩니다. 바로 이 우주에 모든 양성자질량과 전자질량을 비롯한 태양(항성)질량과 은하계핵인 불랙홀질량, 퀘이사에 핵인 불랙홀질량들이 이렇게 구성형성 된다는 것입니다. 이렇게 되어 이 질량은 그 단위당으로는 가장 에너지고 높고 질서화 되어 있으며 이를 엔트로피로 표현하면 가장 낮은상태 즉 엔트로피 0(제로)상태로 되는 것입니다. 그런데 이 질량은 내부의 에너지의 작용이기 때문에 그 상태로 절대 고정정지 되는게 아니고 언젠가는 노화과정을 거처 붕괴되게 됩니다. 이를 우리는 모든 개체에게는 노화와 해체 즉 죽음이 있다 이렇게 볼수도 있게 됩니다. 그러면 이 질량의 운동에너지체가 노화로서 해체되면 바로 빛과 열에너지형태로서 변화되어 최종에는 위치에너지로 되돌아 간다는 것이 됩니다. 이렇게 해서 본래위치에너지로 다 되돌아가면 이를 우리가 엔트로피로 표현하면 무한대 엔트로피로 된다는 것이 됩니다. 결국 이를 전체적으로 표현하면 에너지는 이 우주상에서 보존되고 무한엔트로피가 0(제로)엔트로피로 되기도 하고 왔다갔다 한다 이렇게 볼수도 있게 됩니다. 또 이렇기 때문에 단위당 높은상태의 에너지는 항상 단위당 낮은상태의 에너지로 흐른다 이렇게도 볼수 있습니다. 이래서 열역학 제2법칙도 성립하는 것입니다. 여기서 세계 모든 물리학자와 천문학자가 너무도 모르는것,,, 결국 전자기파인 빛도 내부구조체를 가진 운동에너지체 입니다. 이 내부구조체의 내부운동작용을 외부에서 거시적으로 관측한 모습을 보고 우리는 전자기파인 빛은 입자성과 파동성의 동시성체다 이렇게 표현하고 있습니다. 이런데 이렇기 때문에 이 전자기파에 빛도 내부작용하는 생체의 구조체이기 때문에 오랜시간이 지나면 노화되고 결국 해체되어 우주공간위치에너지로 바뀌게 됩니다. 이 빛이 노화되는 과정에서는 파장이 길어지게 되고 최고로 길어지는 상태가 바로 일명 우주배경복사라는 21cm 전자기파 입니다. 이 상태에서 더 노화로 해체되면 우주공간위치에너지로 바뀌게 됩니다. 사실상 또 이 21cm 전자기파는 적외선파장일때 부터 우주상에 많은 천체들에 흡수되어 그 천체내부핵에서 운동에너지로 즉 다시 질량으로 바뀌기도 합니다. 이래서 이렇기 때문에 지금 세계 모든 물리학자와 천문학자들이 너무도 간과하고서 모르고 있는것은,,, 빛의 파장은 한번 정해진 파장은 이 우주공간을 영원히 변화하지 않는다고 옹고집으로 보고 있다는 것입니다. 이게 크게크게 잘못된 지식식견이라는 것입니다. 빛은 그 자체로서도 시간이 지나면 노화로서 파장이 길어지고 최종 노화상태가 바로 우주배경복사라는 21cm 전자기파란 것이고 이것도 결국 시간이 더 지나 노화되면 해체되어 우주공간위치에너지로 된다는 것입니다. 이것을 세계 모든 물리학자와 천문학자가 너무도 간과하고 몰라서 먼우주에 별에서 오는 별빛의 적색편이 현상을 오직 단순히 도풀러현상으로만 설명 하므로서 우주빅뱅팽창론이라는 해괴한 가설이론을 고안하여 철석철칙같이 믿고 있다는 것입니다. 이렇습니다. 이래서 이 엔트로피와 열역학법칙을 우주전체에서 관망해 보면 이와 같다는 것입니다.
김형도 교수님 강의와 답변도 좋았는데 더 이해하기 쉽게 정리한 것 같네요. 시간이 미시적 세계에서 거꾸로 갈 수도 있다? 우리는 영향을 주지 않고 관측할 수 없어서 알 수 없을까요? 확률은 우리가 관측할 수 없는 것을 설명하는 한 방법인가요? 그렇다고 그것이 답일까요? 여전히 어렵지만 좋은 목소리로 전달해주셔서 감사합니다. 그나저나 목소리 주인공 정말 궁금하네요. *^^*
생명체는 외부의 질서를 빼앗아 자신의 질서를 유지한다. 심리임상학자 조던 피터슨 교수님의 [12가지 인생의 법칙] 이라는 책에서 질서는 혼돈으로 부터 나온다고 말하는 대목이 연상되네요. 음과 양이 조화롭고 이상적이라는 것은 그 가느다란 보이지 않는 실 위를 거닌다는 것이다. 혼돈과 질서 모두 필연적이다.
하... 제가 본 유튜브들 중에 가장 재미있어요!.너무 재미있는데 제가 부족해서 인지 조금 이해가 안가서요! 볼츠만의 통계이론에서 열이 차가운곳에서 뜨거운 곳으로 이동할 확률이 조금이라도 있다는 말인가요? 하이젠 베르크의 불확정성 원리 사물의 본질이 위치와 움직임을 동시에 알 수 없다는 게 무슨 말인지 잘 모르겠네요... 혹시 좀더 잘 이해할 수 있는 자료나 방법이 있을지요....!
중간계에서, 반지의 제왕에서 프로도와 일행이 사우론의 군대와 맞서 싸우고, 이후에 불사의 땅으로 가게된 것으로 알고있습니다. 프로도는 아직 살아있을까요? 미시계와 거시계의 1차전쟁이, 중간계에서의 싸움과 비교되서, 흥미진진하게 봤네요. 프로도가 아직 살아있는지 알 수 없는게, (슈레딩거의 고용이 처럼) 아직 관측되지 않아서일까요?
사실 이 엔트로피라는 개념을 고등학교 화2 교과내용에 담은 09 교육과정(20수능까지)이 ㄹㅈㄷ였는데 깊은 수준까지 안 배워서 그렇지 가르치는 교사입장에서 생각하면 교육과정 편재한 교수님의 무모한 시도였을텐데 역시 화학부 교수님들은 참... 카르노와 칼로릭 이론은 평가원 비문학지문에서도 나온적이 있었지 국어수학과목을 학생에게 과외하는 대학생이 된 입장에서는 올해 수능특강 독서영역 274쪽에서 엔트로피 내용 본 것 같음
엔트로피의 증가라고 보는게 맞지 않을까 . 왜냐면 결국 항체를 사용하고 항체를 사용하는 것은 몸 자체 에너지를 소비하기 때문에 엔트로피가 증가하는 거지 . 머리의 열은 세균 침입에 대처하는 면역항체의 활동 때문에 부가적으로 오르는 것일 뿐 . 결국 인간의 몸을 떠나서 열이 식으면 또 엔트로피는 무조건적으로 증가한다는 말에 덧붙임이 되어주겠지.
엔트로피는 시공간이 존재하는 영역에서만 성립하고 무한팽창을 계속하여 무질서도가 결국 무한대로 가게 된다는 의미이다. 즉 다른 차원의 에너지가 우리우주공간이 있는 차원에 영향을 전혀 미치지 않을 경우 이론적으로 엔트로피 무질서도가 무한대가 성립하게 된다.결국 무질서도가 무한개념을 넘어서면 엔트로피 자체도 무의미한 영역으로 도달한다 즉 열역학 제2법칙에 의한 엔트로피 현상은 무질서도가 증가하는 방향에서 없어져 버린다는 비논리적인 경우를 접하게 된다. 제 우주론에 따르면 엔트로피의 영향은 팽창임계점영역에서는 이루어질 수 없는 오직 시공간과 물질과 존재하는 영역에서만 성립된다. 어짜피 네거티브존의 의하여 열린블랙홀로 에너지를 뻬앗기고 있고 우주자체는 한 영역이 아니기 때문에 P(Z)에서 보면 엔트로피가 증가하는 방향으로 흘려가는 것 같지만 N(Z)에 의하여 증가된 엔트로피를 다시 감소시키려는 방향으로 흘려 원상 복귀 시킨다는 개념으로 봐야 할 것이다. 즉 두영역 공존우주론에 의하면 엔트로피 자체는 0 인 상태로 되돌려 지는 것이 타당하다. 우리 인간에 보이는 것만 믿어서는 안된다. 우리가 속한 우리공간(3차원)에서만 일어나는 현상으로 P(Z)으로 두존이 공존하는 우주관에서는 두영역이 상호보완적인 역할을 하여 한쪽 방향으로만 가게 놔두지 않는 시스템으로 이루어진다는 것을 깨우쳐야 한다.
@@ticktalk9851 저도 좀 과학적이기 보다는 감성적이라고 느끼긴했어요. 그래도 엔트로피에를 시간과 연관지어서 새로운 관점으로 볼 수 있어서 좋았어요. 그당시 제3의 물결은 사회현상으로부터 귀납적으로 증명을 해가는 방식인데 과학법칭에서 시작해서 사회학적인면을 연역적으로 서술해나가는게 비교되어 재밌었거든요.
열은 높은 온도에서 낮은 온도로 내려가죠. 그렇기에 반대로 낮은 온도에서 높은 온도로 올라가기 위해서는 임의로 바깥에서 일을 가해주어야 합니다. 또한 열을 100%일로 바꿀 수 없다는 뜻은 쉽게 말해 아무런 외부 간섭 없는 공간에 채워놓은 공기가 갑자기 아무 이유 없이 방에 있는 물건을 한쪽 방향으로 밀 수는 없는 것처럼 같은 온도를 유지하고 있는 어떤 시스템 안에서 갑자기 아무 이유 없이 열을 만들어내는 상황은 나타나지 못한다는 뜻입니다.
유튜브로 과학공부를 한다는 위험한 행위를 하고 있는 직장인입니다 ㅎㅎ 뉴턴, 멕스웰, 아인슈타인으로 이어지는 이야기는 딱딱 떨어져서 재미있었는데, 열역학은 뭔가 모호하고 단언적으로 느껴지네요. 더 공부하면 무지가 깨지겠지만... 지금은 막연히 이런 의문들이 떠오르네요. 1. 에너지보존은 동의가 됩니다 2. 에너지는 형태만 바뀔 뿐 우주적 총량은 동일하다는 것도 이해됩니다 3. 열이라는 것의 실체는 다른 에너지가 입자들의 운동에너지로 변환된 것이라는 점도 이해됩니다 4. 그렇다면 그 입자들의 운동에너지도 보존되거나 또 다른 에너지로 변환되거나 그럴 뿐 아닌가요? 왜 열만 다른 에너지와 떼어내어 엔트로피란 말로 특별히 다루는지 아직은 이해가 되지 않습니다. 5. 예를 들어 뜨거운 물체가 차가워지는 것은 국소적으로 집적된 에너지가 주위의 에너지가 낮은 공간으로 퍼져 나가는 것뿐 아닌가요? 6. 입자의 운동에너지가 퍼져나가며 점점 옅어질 뿐 총량은 보존되는 것 아닌가요? 공간은 워낙 넓기에 에너지가 흩어지는 것으로 보일 뿐이지만.. 7. 그렇다면 엔트로피의 증가를 꼭 시간의 흐름이나 무질서로의 방향성이라고 봐야 하나요?
가끔 이런 자료들을 보면 정말로 알고 만든건지 의문이 든다. 중간중간의 설명들은 책에서 그대로 배껴오고, 심지어 그 설명들은 너무나도 모호하다. 개론에서도 그렇게 다루지 않는다. 최소한 2학년 정도에게 수업한다는 마인드로 자료를 만들어야한다. 내가 지금 쓴 말은 모호함을 설명하기 위해서 일부로 이렇게 썼다.
신은 주사위 놀이를 했답니다... 우림과 둠밈 = 슈뢰딩거의 고양이... ㅎㅎㅎ... 출애굽기 28:30 "너는 우림과 둠밈을 판결 흉패 안에 넣어 아론으로 여호와 앞에 들어 갈 때와 성소에서 나갈 때에 그 가슴 위에 있게 하라. 아론이 여호와 앞에서 이스라엘 자손의 판결을 항상 그 가슴에 둘찌니라."
엔트로피는 그 개념 설정에 문제가 있습니다. 이것이 볼츠만이 학회에서 공격대상이 되게하였고 결국 그의 죽음을 가져온 것입니다. 먼저 엔트로피는 무질서도가 아니라 평형의 개념으로 이해되어야합니다. 방을 치운 후 다시 어지려워지는 것은 무질서도가 무한정 증가하는 것이 아닌 같은 계와 평형을 이루어가는 것이지요. 주변은 원래 어지러우니까요. 우주의 변화가 엔트로피가 증가하는 방향으로만 진행되는 것도 확률때문이 아닙니다. 그럼 로또의 확률로 시간이 틈틈히 반대로 흘러야하는데 그런 일은 없습니다. 물리적 변화도 우주와 평형을 이루는 방향으로 진행될 뿐입니다. 엔트로피가 최대가 되어 우주가 종말에 이르는 것도 열죽음이 아닌 전 우주가 열평형에 도달하기 때문입니다. 현재 우주는 국소적으로 아주 뜨거운 지역과 차거운 지역으로 나눠져있는데 거의 무한의 시간이 흐르면 뜨거운 별들도 다 소멸하고 우주의 모든 지역이 똑같이 절대온도 0에 이르는 열평형에 도달하게됩니다. 이것이 우주의 종말입니다.
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