[잡담,과학] 프레임 // Feat 중력

beoped (73)in #kr-writing • 9 years ago (edited)

오늘은 frame 에 대해서 이야기 해볼까 합니다.

@hkkim1030 님의 [아는 것이 힘이다-지구과학#5] 수학으로 바람 이해하기 part2 를 읽다보면 Lagrangian frame과 Eulerian frame 이 등장합니다. advection 이 없다면, 다시말해 (x,y,z) 에 time-dependence 가 없다면 두 frame 은 같은 결과를 주죠.

일반적으로 과학(?)에서 frame 이라는 것은 한 현상을 보고 어떤 관점에서 보느냐를 말합니다. 어떤 관점에서 보느냐에 따라 같은 현상을 다르게 해석할 수 있죠. 아인슈타인의 상대성 이론을 예로 들어 볼까요? 여기서도 Jordan frame(혹은 String frame 이라고도 불림) 과 Einstein frame 이란게 있습니다.

간략히 말하면 Einstein frame 은 처음에 아인슈타인이 상대론에 관한 Lagrangian 을 썻던 것처럼 Ricci tensor 앞의 계수에 scalar 가 없는 그런 식을 말합니다.

후에 scalar 를 metric 에 couple 시켜

반면에 Jordan frame 혹은 String frame 은 R 앞에 scalar 를 포함하는 표기법으로, [dilaton과 axion 과 같은 중력이론에 스칼라 장을 넣은 이론을 연구하면서 등장하게 되었습니다], f(R) gravity와 연관이 되어 있는 frame 인데, 특별히 dilaton 을 다루는 이론에서 많이 쓰는 표현식 하나를 가져와보면

참고로 Einstein frame 에서의 phi 와 string frame 에서의 phi 는 같은 값이 아닙니다. 적절한 conformal transformation을 통해 두 frame 을 왔다 갔다 할 수 있습니다. 문제는 아인슈타인의 상대성 이론은 coordinate-independent 한 것이므로 해당되는 물리량들이 frame independent 해야 될 것 처럼 보이는데 실제로는 그렇지 않다는 것입니다. 이것을 가지고 어떤 frame 이 진정한 physical frame 이냐를 두고 과거부터 한참 논쟁이 벌어졌고, 지금도 여전히 각기 다른 길을 가고 있습니다. Jordan frame 의 다른표현이 string frame 은 이름에서도 볼 수 있듯이 string theory, supergravity 이론의 핵심 시작이 되는 접근법입니다.

좀 다 자세한 정보는 위키피디아 나 관련 논문들 Are the String and Einstein Frames Equivalent?, Einstein frame or Jordan frame ? 등 을 통해 찾아 볼 수 있습니다. 어떤 Frame 이 진정한 physical frame 이다 하는 논쟁은 중력, 끈이론을 연구하는 사람들 사이에서 아직도 진행되는 논쟁거리 중 하나입니다.

프레임에 대해서 현실에서는 어떻게 적용될까요?

위키피디아 에 따르면 프레임은 "인간이 성장하면서 생각을 더 효율적으로 하기 위해 생각의 처리방식을 공식화 한 것" 을 말합니다. 위키피디아 내용을 좀 더 살펴볼까요?

위의 마지막 문단이 특히 머리를 적십니다. 사실 과학 글이란 타이틀을 두고 정작 하고 싶었던 이야기는 이 프레임에 대한 이야기였습니다.

같은 사건 현안을 두고서도 각종 언론이나 정치인들은 이 frame 을 두고 서로 반목합니다. 혹은 자기가 서 있는 frame 에 갇혀 사건의 본질을 흐리고 현실을 도피하죠. 그들에게 있어 사건의 진실이나 해결방안은 중요하지 않습니다. 어떻게 해당 사건으로부터 자기들의 정치적 우위를 가질 것인가에만 생각이 곤두서 있죠. 그러기 위해 해당 사건에 frame 을 씌워서 자기들에게 유리한 위치를 가지기 위해 노력하죠.

실제 중요한것은 이 frame 에 대한 진영논리가 아니라 국민을 위한 일을 해야지 않을까요? 상대방을 특정 frame 에 가두어두고 언론과 매체를 이용하여 두들겨 때리고 이런식의 전개를 지금껏 실컷 봐왔습니다. 한동안 여러 사태후 그들이 반성의 기미를 보이는 것 같더니 요새보니 다시 그들은 예전 수법들을 활용하려고 수를 쓰고 있더군요.

언제까지 이 frame 논리가 먹힐지 궁금합니다. 언제쯤 그들의 frame 은 깨질 수 있을까요?