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모든 것의 이론

last modified: 2015-12-22 01:20:01 Contributors

Contents

1. 개요
2. 후보

Theory Of Everything (TOE).

1. 개요

만물 이론. 혹은 모든 것에 대한 이론.

인간이 현재 인지하고 있는 4가지 거대한 힘을 하나로 묶은 상상의 이론. 실험적으로 증명된 것이 하나도 없으며 과거 양자역학이 그랬던 것처럼 언젠가는 확실히 정립될 것이라 생각하고 있다. 현대 물리학의 가장 중요한 과제.

인류는 자연계가 약력, 강력, 중력, 전자기력의 상호작용으로 이뤄져 있다고 여기고 과학을 발전시켜 왔으며, 고대 그리스 시대의 마찰전기의 발견이 현재의 전자기력의 토대가 된 것처럼, 서로 연관이 없을 것 같은 전혀 다른 힘도 결국 하나의 이론으로 풀 수 있으리라 생각하여 등장하게 되었다.

참고로 알베르트 아인슈타인이 주장한 통일장 이론에는 4가지 힘 중 약력과 강력이 제외되어 있다. 그 당시에는 약력과 강력에 대해서 잘 알려지지 않은 상태였고 아인슈타인은 양자역학을 기반으로 한 입자물리학의 결과에 대해서 그다지 관심을 두지 않았었기 때문이다.

2. 후보

현재 가장 만물 이론에 근접한 이론은 M이론(Membrane, Magic, Mystery, Matrix, 혹은 모든 이론의 Mother란 뜻)이다. 홀로그래피 원리와 각종 초끈이론들이 중복된 아직 미정립된 이론이며 사물을 점입자로 관찰하는 것이 아닌 끈으로 서로 연결되어 있다고 생각하여 서로의 역학관계를 풀어낸 이론이다. 이 이론으로 전자기력, 중력, 약력, 강력이 어느 정도나마 이해관계를 설명해 낼 수 있다. 사실 따지고 보면 서로의 이론을 제대로 정립하지도 않고 뭉뚱그려 합쳐놓은 이론이며 이것을 에드워드 위튼이 처음 제안하였다.

11차원의 M이론을 넘어 12차원 F이론(모든 이론의 Father이란 뜻)까지 나오고 있어 이러다 할머니, 할아버지 이론, 고조 할머니, 증고조 할아버지 이론이 나올 기세 만물이론에 근접하려면 더욱더 머리가 아파온다. 하지만 과거를 생각해 보면 맥스웰이 1800년대 전자기력을 확실히 정립하기 전까지 전기력과 자기력은 서로 간의 관계가 꾸준히 연구되었고, 하나의 이론으로 통일될 수 있다고 제안했던 게 대다수였고 현대의 통일장 이론이라 불리는 M이나 F이론들도 자연계의 제5의 힘의 가능성을 항상 열어두며 연구해 나가고 있기 때문에 이러한 통일장 이론들과 만물 이론들은 허무맹랑한 이론들이 아니라 언젠가 정복해 나가야 할 중요한 이론이며 발전해 나가야 한다

실제로는 뉴튼, 해밀토니언, 라그랑지언이 모두 합해야 모든 것과 어떤 성질을 나타낸다.
뉴튼의 그것은 4차원 시공간 중 3차원을 말하며, 해밀토니안은 양자장론이나 일반상대성이론의 텐서의 성분수 중 차수를 말한다. 라그랑지언은 끈 이론에서 사용하는데, 보손 끈 이론에서 26차원+끈의 차원수는 1이고 그 중 1차원을 선택(끄나풀링)하는 것을 말한다. 이것을 모두 더하면 3/4+2/9+1/27이 되어 앞의 모든 것(1)+어떤 성질(1차원적~3차원적 즉, 1의 1승 곱하기 2의 2승 곱하기 3의 3승이 성질의 갯수-108-가 된다. 따라서 1/108)