@@user-pr1iq9eh4j 그게 특수상대성이론으로 설명가능합니다 3차원 공간 외에 시간방향의 차원을 더해 4차원 시공간이라는 관점으로 봤을때 모든 입자는 빛의 속도로 시간방향으로 이동합니다. 그러나 입자가 공간방향으로 빠르게(빛의속도에 충분히 가까운 속도로) 이동하면, 시간방향으로 가는 속도가 줄어들어 (피타고라스의정리 만큼) 그 물체는 시간이 느리게 흘러갑니다
테넷 특집과 수학특집이 있었으면 진짜 재밌겠네요 ㅋㅋㅋ 양전자는 시간을 거슬러 움직인다라는 이론을 도출해낸 인간의 위대한 도구 수학과 테넷의 영화이야기(엔트로피, 양자역학, 할아버지의 역설, 자유의지 등등)를 접목해서 만들어보면 진짜 재밌을거 같아요 ㅎㅎ 물론 전 테넷을 다 이해하지 못했습니다 물론
엔트로피는 열의 흐름을 설명하기 위해 고안된 개념이고, 후에 무질서도의 개념과 연계된 통계열역학으로 발전하지만 이것으로 우리 주변의 자연현상을 이해하는 것은 쉽지 않습니다. 예를 들면, 자연상태에서 무질서하게 존재하는 원자가 서로 결합하여 규칙적으로 배열된 결정이나 화합물을 만든다거나 무질서한 우주먼지 구름에서 질서정연한 별과 행성이 생성된다거나 생명체가 탄생하는 것은 언뜻 보기에는 무질서도(엔트로피)가 감소하는 현상이기 때문에 열역학 제2법칙에 위배되는 것처럼 보입니다. 이것은 열역학 제2법칙, 즉 자발적으로 진행되는 현상과 엔트로피 증가의 법칙을 연관시키려면 반드시 반응이 일어나는 계뿐만 아니라 그 주변의 엔트로피 변화까지 고려한 전체 엔트로피의 변화를 알아야 하기 때문입니다. 따라서 주변의 엔트로피 변화를 모르더라도 반응이 일어나는 계만으로 어떤 반응이 자발적으로 진행될 것인지를 예측하는 도구로서 열역학 제2법칙에서 파생된 자유에너지(Free energy) 함수, G(Gibbs free energy) 또는 F(Helmholtz free energy)가 사용되고 있습니다. (압력이 일정한 계에서 G=H-TS, 부피가 일정한 계에서 F=E-TS로 정의됨. 여기서 H, E, S는 각각 엔탈피, 내부에너지, 엔트로피의 변화량이며, T는 절대온도) 우주에 존재하는 원자나 입자 사이에는 만유인력의 법칙과 함께 원자를 구성하는 전자, 특히 최외각전자로 인한 원자간의 결합력과 양자역학의 배타원리에 의한 척력 등 다양한 힘이 존재하기 때문에 어떤 계에서 이들 간에 결합이나 반응이 일어나면 원자나 입자의 배열상태(무질서도 또는 엔트로피)뿐만 아니라 결합에너지, 내부에너지, 표면에너지 등도 변하게 됩니다. 어떤 계에서 자발적인 반응은 그 계에서 이러한 모든 에너지의 변화량과 함께 엔트로피 변화량에 그 계의 절대온도를 곱한 -TS값을 합친 자유에너지의 변화량 G나 F가 0보다 작을 때(G 또는 F0) 이러한 변화는 더 이상 자발적으로 일어나지 않게 됩니다. 결국 인간 사회는 자유(무질서)와 내부갈등이 균형을 이루는 (즉, 자유에너지 변화량 G또는 F가 0이 되는 (G또는 F=0)) 상태에서 안정을 유지하게 됩니다. 또 하나 고려해야 할 것은 어떤 계에서 여러 반응이 동시에 진행될 때 반응속도입니다. 열역학적으로 불안정한 결과라도 동역학적으로 반응이 빠르게 진행되면 열역학적으로 안정한 상태보다 먼저 나타날 수 있으며, 이러한 상태(열역학적으로는 불안정한 상태)가 오랫동안 변하지 않고 유지되면 준안정 상태라고 합니다. 생명체의 탄생은 열역학 제2법칙으로 이해하기 어렵지만 결국 죽어서 몸을 구성하는 원소들이 분해되어 엔트로피가 증가하는 상태로 변하게 되므로 그 중간단계로서 일시적으로 나타나는 준안정(또는 불안정) 상태로 볼 수 있습니다. (생명이 어떻게 부여되는지는 아직 미해결)
영상잘봤습니다! 학교다닐 때 열역학을 제일 좋아했어요 ㅎ 이 영상 보니까 책에 있는 이론 이해하려고 1년 내내 수업 끝나고 머리속으로 상상하던 제 모습이 떠오르네요 ㅋㅋㅋ 아마 지금도 유튜브나 구글에 엔트로피라고 검색하면 나오는 말은 통계학적 관점에서의 '무질서도'일 거에요 대부분의 과학 유튜버들도 지식이 부족한 일반 사람들에게 알려주는 건 그게 한계였던 거죠... 하지만 형님께선 책상위 커피부터 빌드업 하시더니 어려운 수식한 줄 없이 시각적효과와 다양한 예시, 심플한 설명으로 핵심만 콕콕 찌르시네요 참 대단합니다! 아마 앞으로 유튜브에서 주기적으로 챙겨 보는 영상은 김상욱 교수님과 이과형님 밖에 없을 것 같아요ㅎ
@@user-ux5kl7uq5x 기본적으로 통계역학은 물리학과, 화학과, 공대에서 다루는 분야입니다. 물리학과는 양자통계역학이라고 더 깊게 들어가는 걸로 알고 있습니다. 통계역학으로 불리는 이유는 “어떤 입자[시스템]가 반드시 이렇게 행동할 것이다”라는 설명 대신에 “어떤 입자[시스템]가 어떤 상태 범위를 가질 확률이 얼마다”라는 통계적인 접근법을 사용해서 입니다. 예를 들면 커피가 방 안의 온도와 같아지는 이유는 (통계역학에 따르면) 커피를 이루는 분자와 공기를 이루는 분자가 같은 에너지를 가질 확률이 가장 높기 때문이다. 이러한 통계역학의 이점은 모든 분자에 대해서 F = ma 를 사용하지 않아도 된다는 점이지요. 제 설명이 도움이 되었기를 바랍니다.
아직 궁금한게 안풀렸는데요.. 입자들이 많으면 많을수록 열평형을 이룰 확률이 가장 크기 때문에 열평형을 이룬다 이얘기 같은데.. 열에너지 즉 운동에너지가 한입자에서 한입자로 전달되는 과정은 무엇인가요? 혹시 중력처럼 중력방정식은 알아냈지만 중력이 전달되는 매개체는 아직 못찾은것과 동일한것처럼 아직 풀지 못한 과제인가요?
와... 과학유튜브 어떤 엔트로피 영상보다도 이해가 잘 돼요 몇달전에 볼츠만의 원자라는 책을 읽었어요 처음 읽었을땐 정말 이게 뭔 소린가 싶었는데... 이 영상 보고나니 조금 이해가 가네요ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 특히 엔트로피 설명하는데 확률은 갑자기 왜 나오고 정규분포는 왜 나오지? 열역학 2법칙은 다른 법칙과 다르게 확률이 0인 게 아니라 아주 작다는 거 아닌가? 엄청 낮은 확률로 계속해서 엔트로피가 감소할 수도 있는 거 아닌가... 이런 게 궁금했는데 시원하게 해결됐어요! 수능 끝나면 책도 다시 읽어봐야겠네요
저는 문과지만 잘보고있습니다. 질문이 하나 있는데요 에너지가 높은곳에서 낮은곳으로 이동하여 균형을 이루는 것. 즉 우리 뇌의 지식 수준도 이것과 같은지 궁금합니다. 예를들어, 내가(A) 1에서 10까지의 숫자를 알고 있다. 1에서 10까지를 모르고 있던 제자(B)에게 1~10이라는 숫자를 교육하여 B도 1~10이라는 숫자를 습득하여 이해하였다. 그리하여 습득한 지적 수준이 둘다 동일하게 1~10이 되어 A=B가 되었다. 지식의 수준도 이런 경우도 에너지가 평형을 이루려하는것으로 볼수가 있나요? 이것도 엔트로피의 증가 현상이라고 보나요??
인간의 인지를 입자적 관점에서 분석하는 것은 아직 어렵습니다. 하지만 대략적으로 살펴 보겠습니다. 이하는 주관적인 생각입니다. 국소적 관점에서 A가 B에게 지식을 전달할 때 뇌의 정보를 꺼내고 방출하기 위한 에너지를 사용합니다. 이 때 에너지를 사용하므로 엔트로피가 증가합니다. B는 그 신호를 해석해서 자신의 뇌의 신경망을 조직해서 학습이 일어납니다. 이때도 에너지가 사용되고 엔트로피가 증가하지만 이때의 에너지는 A로부터 온것이 아니라 B가 섭취한 음식의 화학에너지로부터 옵니다. 그래서 A로부터 B로 에너지가 전달된다는 생각은 옳지 않습니다. 하지만 좀 더 거시적 관점에서 인간이 무언가를 학습한다는건 뇌의 신경망이 늘어난다는 것입니다. 이런 신경망의 증가는 큰 엔트로피를 의미합니다. 그래서 인간은 태어나서 무언가를 학습하고 기억하는 것이 엔트로피의 관점에서 자연스러운 현상입니다. 그럼 이것을 두 사람을 기준으로 생각해 보았을 때 두 사람의 신경망이 많은 상태가 엔트로피가 큰 상태일 겁니다. 그래서 B도 많은 것을 학습하는 상태가 엔트로피가 증가하는 자연스러운 상태입니다. 이것을 A가 의도했건 안했건 상관없지만 A가 의도하면 B의 에너지 사용을 좀 더 촉진시키고 엔트로피 증가를 빠르게 일으킬 수 있을 것입니다.
난 여전히 그... 뭐냐... 총몽에서 노바 박사가 "난 열역학 제 2법칙이 제일 싫어!"하는 대사가 가장 인상 깊었는데.. 그 캐릭터의 사상 및 모든게 묻어나오는 걸 느꼈죠... 아, 정확히는 이거였음. "현재는 한 순간 과거가 되어 버리지! 누구나 언젠간 죽어! 운명은 인간의 지식을 뛰어넘어 미쳐 날뛴다구! 그게 당연하다는 듯이 말이야! 난 그런 이 세상 전부를 증오해! 열역학 제 2 법칙을 증오해!"
영상 너무 유익합니다. 그런데 질문이 있는데 1. 운동량크기가 커지면 왜 가질 수 있는 운동량의 경우의 수가 늘어나나요? 2. 물체가 아래로는 떨어지지만 위로 올라가지 못하는 이유는 힘의 방향이 아래쪽이기 때문이지 확률로 설명하는 것이 맞는지 궁금합니다. 그러니까 물체가 저절로 올라가는 일은 확률이 매우 낮은 경우가 아니라 그냥 100% 일어날 수 없는 경우가 아닌지 여쭤보는 겁니다!!
궁금합니다 금속재료를 특히 예를들어 자동차 항공기등의 부품을 잘관리하고 정비잘하고 특히 쉬는 휴식시간을 주었을때와 계속 쉬지않고 사용했을때에 전체 수명기간이 잘정비하고 휴식했을때에 더 길어지는것을 열역학법칙이나 양자역학으로 설명이 가능한강요?금속이나 자동차.항공기 부품이 생물체나 유기체는 아닌데 왜 잘정비하고 휴식하면 전체수명이 길어질까요?궁금합니다 사실상 위의 현상은 열역학 ,엔트로피를 위배한다고 생각되서요?
안녕하세요? 영상을 보다보니 궁금한 점이 있어서 질문글 남깁니다. 엔트로피 변화량 = 온도변화량 / 온도 라고 하셨는데 6:08 부터 실험 내용을 보면 변수는 열의 이동량만 가정된것 아닌가요? 분모에 해당하는 온도는 처음 온도로 고정해서 계산된 것 같아서요.. (고온 = 분모 큼, 저온 = 분모 작음 , 결국 분자에 해당하는 열의 이동에 의한 각 방의 엔트로피 변화량은 달라짐) 그런데 ㅁ 고온의 방에서 저온의 방으로 열이 이동할 때마다 ㅁ 분모에 해당하는 값인 현재 온도가 달라질 것이고 (최후엔 두 방의 온도는 평형) ㅁ 결국 엔트로피 변화량은 고립계여도 동일해야 하지 않나? 싶어서요. 각 방의 온도가 고정이라고 한다면 이동한 열에 의한 변화는 무시 된다는 것일텐데 그건 모순이 아닌가요? 영상 보면서 궁금해 져서 질문 남겨봅니다.
머리가 나빠 , 수많은 책과 검색 , 유튜브 검색등으로 했음에도 엔트로피가 잘 이해가 안됐었는데 어느 순간 딱 아!!!!!! 하고 이해 됐어요 ' 에너지는 항상 사용 되는 방향으로만 흐른다 ' 전제로 이해하려고 하면 금방 이해 됩니다. 꼭 에너지가 아닌 물질도 우주 그 어느것도 마찬가지입니다..
예를들어 비디오를 역으로 재생하면 썩었던사과가 다시 엔트로피감소로인해 원래대로돌아오는것처럼 단순히 빛정보만 담아 역재생한것으로 과거로 갈수있는것처럼 만약 무한한 에너지위 공급원이있고 퍼져나간 엔트로피 증가로인한 에너지와 입자들의 정보를 그대로 원위치 시킬 수 있다면 그 에너지원은 물론 현세계의 에너지를 쓰지않고 다른 에너지원을 써야겠지만 그에너지로 엔트로피감소 즉 흩어진정보를 다시 되돌린다면 과거로 갈수있죠. 물론 조건이 까다롭지만 비디오 역재생시 핸드폰의 에너지 그리고 그것을 인위적으로 조작한 사람 그리고 그 썩어가던사과의 정보를 담은 장치 이런것들이 존재한다면 과거는 갈수있지만 문제는 이 우주의 크기 막대한 에너지 그리고 엄청난 정보를 어떻게 누가 다루느냐가 관건이죠. 과거로 가는게 가능은한거죠. 하지만 우리인간이나 자연계에서 찾기가 불가능하다는거지만... 만약 막대한에너지의 신이란 존재가 있다면 가능하죠. 인간도 과거사람에비하면 신의 능력이라할수있는 장치를이용해 과거를 저장하고 볼수도있고 역재생도하니 사실 이건 놀라운 일이죠. 물론 단순히 빛 정보만 사용했지만요. 이걸 더크게 모든정보를 수용할수있다면 가능하겠죠..
음 그리고 가장 아쉬운건, 엔트로피는 빅뱅폭발과 우주팽창의 산물이라는것도 설명하면 좋을것 같아요. 빅뱅폭발이 일어나 그 충격으로 입자들이 중심에서 한쪽방향으로 흩어져나가고 잇고 우주가 가속팽창까지 일어나니 공간은 계속 확장되어 엔트로피가 더더욱 무질서해 진다는것을. 하지만 여기서 더 심화된 버전은, 사실상 엔트로피 입장에서는 질서정연하고 균일하게 퍼지고 있다는 거에요. 다만 인간이 보기에 무질서해보인다는거죠.
한 가지 질문이 있습니다. 우리 우주 내의 에너지 총량은 빅뱅 직후에도, 지금도 동일하잖아요? 그렇기에 엔트로피의 필연적 발생과 에너지의 절대적 방향성이 존재한다고 이해했는데, 이 우주는 지금도 팽창하고 있고, 그 말은 분명히 끝이 있다는 뜻이지요. 만약 우주의 끝 너머 우리 우주 외적인 공간, 혹은 다른 우주의 에너지를 사용할 수 있다면 시간역행이 가능해진다고 생각할 수도 있을까요?