슈뢰딩거의 고양이 실험, 이해하기 / 평행우주, 다중우주의 가능성?

오늘은 슈뢰딩거의 고양이에 대해 이야기하도록 하겠습니다.

과학에 별로 관심이 없는 분들이라도
이 슈뢰딩거의 고양이 실험은 많이 들어 봤을 것이라 생각됩니다.

이 '슈뢰딩거의 고양이 실험' 조금 어려운 부분이 있어 이해하기 쉽지 않습니다.

호기심이 많은 분들은 ' 슈뢰딩거의 고양이 실험'에 대해
이해를 하고 넘어가고 싶어 하는 분들이 있을 거라는 생각이 들어,
최대한 쉽게 이해하고 넘어가 볼까 합니다.

'슈뢰딩거의 고양이 실험'을 이해하면
다중우주, 평행우주에 관한 이야기도 어느 정도 이해 가능할 거라 생각합니다.

. 빛의 성질, 양자의 성질

제목을 보고 너무 두려워할 것 없습니다.
쉽게 설명해드리겠습니다.

슈뢰딩거의 고양이 실험에 앞서 먼저 실험에 대한 이해가 필요합니다.

. 빛

처음에 빛이 입자인가? 파동인가? 하는 이야기가 많았는데
아인슈타인은 빛은 입자이자 파동이라고 말했습니다.
쉽게 말해 입자는, 모래 같은 입자를 말하는 것이고,
파동은 소리와 같이 입자가 없는 퍼지는 성질을 말합니다.

파동은
입자처럼 일정한 한 곳에 있는 것이 아니라,
여러 공간에 동시에 있을 수 있습니다. (파동이기 때문에)

. 양자

미시세계, 아주 작은 단위에 세계를 연구하는 것을 양자역학이라고 합니다.

양자는 = 가장 작은 단위에 물리량?,
입자? 정도로 생각하시면 될 거 같습니다.

그럼 이 작은 단위는 입자인가? 파동인가?인데요
가장 작은 단위의 물리량은 파동이라고 주장하게 됩니다.

. 양자 파동이 입자로 변한다.

근데 이 작은 파동이 사람의 관측하는 (보는) 순간 입자로 변한다고 하는 것입니다.
즉 누군가 관측을 하기 전까지는 파동으로 존재하다가 관측이라는 행위를 하는 순간
입자가 된다는 말입니다.

파장은 여러 곳에 존재하는 형태인데
관측하는 순간 입자가 되고,
여러 곳에 존재하던 파동이
하나의 입자로 일정한 지점에 정지하게 됩니다.

만약 이런 파동적 양자가 우리의 몸을 이루고 있다면,
다중 우주의 가능성이 생깁니다.

관측자가 없다면,
우리의 몸을 이루고 있는 이 양자가 파동으로 움직이고 있는 것이고,
a공간 b공간 c공간에 동시에 존재하는 것이 가능하다
즉 a, b, c 공간에 모두 내가 존재한다는 것이 된다.

죽어 있으면서, 살아 있는 고양이처럼 두개의 공간이 있을 수 있다.

 

코펜하겐 양자역학의 표준적인 해석

. 관측되기 전에 입자의 위치는 결정되어 있지 않다.
. 관측이 될 때 비로소 위치가 결정되며,
. 관측 전에는 여러 가지 가능성으로만 존재한다. (어느 위치에 입자가 결정될 가능성)

 

. 슈뢰딩거의 고양이 실험

이렇게 양자가 파동이면서, 관찰하는 순간 입자의 위치가 결정된다고, 코펜하겐의 학파가 주장하자

에르빈 슈뢰딩거가 그건 불가능하다며, (아인슈타인도 불가능을 말합니다.)
말이 안 된다며, 슈뢰딩거의 고양이 실험인, 고양이 사유 실험을 이야기했습니다.

준비물:
고양이, 청산가리가 든 병, 방사성 물질 라듐, 방사성 검출기, 망치

실험
고양이를 아무도 관측할 수 없는 상자에 넣습니다.
이곳에 독이 든 병을 설치, 이것을 깰 수 있는 망치 설치

라듐은 50% 확률로 핵붕괴를 하는데, (또는 현상태 유지)
이때 만약 핵붕괴가 일어나면,
방사성 검출기가 작동을 하여
망치가, 독이 든 병을 깨게 되고,
고양이는 죽습니다.


안에는 아무도 관찰할 수 없습니다.

 

. 슈뢰딩거의 고양이 실험

양자역학의 코펜하겐의 해석이 맞다면,
아무도 관찰하지 않는 상자 안의 고양이는 파동 중일 것이고,
살아 있는 고양이와 죽은 고양이가 동시에 존재해야 합니다.
즉 현실적으로 불가능하죠.

이것을 트집을 잡아 현실적으로 불가능하기 때문에, 코펜하겐의 해석은 틀렸다고 한 것입니다.

코펜하겐 양자역학의 표준적인 해석
. 관측되기 전에 입자의 위치는 결정되어 있지 않다.
. 관측이 될 때 비로소 위치가 결정되며,
. 관측 전에는 여러 가지 가능성으로만 존재한다.

 

. 그럼 양자의 성질이 틀렸을까?

 

현재로 코펜하겐의 해석이 맞다는 것이 정설입니다.

진공 상태에서 아무런 방해를 받지 않는 물체는
파동적 성질(결)을 갖게 되고
이 때문에 파동처럼 행동하는데
어떠한 외부의 요인 (관측)이 이 물체에
부딪히는 등의 행위가 이결을 흐트러뜨리는
그 순간 입자처럼 행동한다.
이것이 결어긋남이 주장하는 물질의 이중성이다.

슈뢰딩거의 고양이 실험은 진짜 실험이 아니라 사유 실험이기 때문에 불가능 실험입니다.

이런 실험이 가능한 조건의 만들어질 수 없다는 것입니다.


슈뢰딩거의 고양이 실험을 통해서, 평행 우주, 다중 우주의 가성도 보이지 않나요?

다음 시간에는 평행우주, 다중 우주에 대해서 알아보겠습니다.

오늘은 슈뢰딩거의 고양이 실험에 대해 알아봤는데요.
좋은 정보가 되었길 바랍니다.