SF / 과학 포럼
SF 속의 상상 과학과 그 실현 가능성, 그리고 과학 이야기.
SF 작품의 가능성은 어떻게 펼쳐질 수 있을까요? 그리고 어떤 상상의 이야기가 가능할까요?
SF에 대한 가벼운 흥미거리에서부터 새로운 창작을 위한 아이디어에 이르기까지...
여기는 과학 소식이나 정보를 소개하고, SF 속의 아이디어나 이론에 대한 의견을 나누며, 상상의 꿈을 키워나가는 곳입니다.
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SF 작품의 가능성은 어떻게 펼쳐질 수 있을까요? 그리고 어떤 상상의 이야기가 가능할까요?
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글 수 1,036
흔하게 SF만화를 보면 작은 크기에도 불구하고 거대한 발전소 여러곳이 생산하는 전력을 통째로 끌어모아야 사용할수 있을듯한 병기가 많이 등장합니다. 일부 슈퍼로봇들 중에서는 아예 에너지원이 불명한 것도 많지요.
명확한 에너지원이 있기는 하지만 에너지를 생산하는 것은 여전히 정체불명이거나, 실제로는 불가능한 '그럴듯한 이름'을 가진 공상의 기술로 만들어지는 G스톤(용자왕 가오가이거)이나, 상전이 엔진(기동전함 나데시코), 펙시스 프라그마(반 드레드),S2기관(신세기 에반게리온)이라는 것도 있습니다만 처음부터 정체불명의 에너지원을 설정함으로써 에너지에 대한 문제는 덮어버릴수 있으니 편리하지요.(G스톤이 없었으면 공구왕인 파괴신도 없었을테니까요.) 핵융합로와 같이 보다 현실쪽에 가까워보이는 동력을 사용하는 녀석들도 있지요. 어쨌든 이렇게 작은 크기에도 불구하고 엄청난 양의 에너지를 생산할수 있으니 걱정은 없겠죠.
하지만 이런 것들 말고도 미리 에너지를 저장해두는 배터리를 동력원으로 사용하는 타입의 로봇이나, 사이보그들도 있더군요. 초전도 콘덴서나, 초밀도 배터리라든지 과연 그 크기에 저장할수 있을까 의심스러운 양의 에너지를 저장하여 에너지를 물쓰듯 쓰는 모습을 보입니다. 얼마나 많은 에너지가 들어간는지 인간사이즈 주제에 대량의 에너지가 필요한 '레일 건'을 쓰기까지 하더군요.(레일건을 인간의 팔이나, 소총 사이즈로 줄인 것은 넘어가더라도...) 영화 이레이저에서도 알루미늄 탄환을 사용하는 소총 사이즈의 레일 건이 등장하기도 했지요.
물론 이런 것들은 메카닉물, 로봇물, SF에서나 가능한 것으로 실제로는 불가능한 일들이 많습니다. 그렇지만 이런것들을 보면 궁금해지는 것이 있지요. '실제로는 어떨까?' 만화나, 소설속에서 이것이 가능한지, 아닌지는 문제가 아입니다. 오히려 현실에서 보다 대량의 에너지를 저장할수 있는 소형, 경량의 배터리와 같은 매체는 아주 중요합니다. 대량의 전력을 미리 저장할수 있고 채산성도 맞는 배터리와 콘덴서가 있다면 당장이라도 전기 자동차와 같은 곳에 적용되겠지요.
그렇다면 [작은 사이즈, 경량, 큰 에너지 저장용량]이라는 것을 실현하기 위한 연구가 진행되고 있거나, 이론이 제시되고 있겠죠. 현대에서 제작할수 있는 기술이 없더라도 말이죠. 과연 그런 배터리를 실현할수 있을지도 모르는 이론은 있는 건가요?
명확한 에너지원이 있기는 하지만 에너지를 생산하는 것은 여전히 정체불명이거나, 실제로는 불가능한 '그럴듯한 이름'을 가진 공상의 기술로 만들어지는 G스톤(용자왕 가오가이거)이나, 상전이 엔진(기동전함 나데시코), 펙시스 프라그마(반 드레드),S2기관(신세기 에반게리온)이라는 것도 있습니다만 처음부터 정체불명의 에너지원을 설정함으로써 에너지에 대한 문제는 덮어버릴수 있으니 편리하지요.(G스톤이 없었으면 공구왕인 파괴신도 없었을테니까요.) 핵융합로와 같이 보다 현실쪽에 가까워보이는 동력을 사용하는 녀석들도 있지요. 어쨌든 이렇게 작은 크기에도 불구하고 엄청난 양의 에너지를 생산할수 있으니 걱정은 없겠죠.
하지만 이런 것들 말고도 미리 에너지를 저장해두는 배터리를 동력원으로 사용하는 타입의 로봇이나, 사이보그들도 있더군요. 초전도 콘덴서나, 초밀도 배터리라든지 과연 그 크기에 저장할수 있을까 의심스러운 양의 에너지를 저장하여 에너지를 물쓰듯 쓰는 모습을 보입니다. 얼마나 많은 에너지가 들어간는지 인간사이즈 주제에 대량의 에너지가 필요한 '레일 건'을 쓰기까지 하더군요.(레일건을 인간의 팔이나, 소총 사이즈로 줄인 것은 넘어가더라도...) 영화 이레이저에서도 알루미늄 탄환을 사용하는 소총 사이즈의 레일 건이 등장하기도 했지요.
물론 이런 것들은 메카닉물, 로봇물, SF에서나 가능한 것으로 실제로는 불가능한 일들이 많습니다. 그렇지만 이런것들을 보면 궁금해지는 것이 있지요. '실제로는 어떨까?' 만화나, 소설속에서 이것이 가능한지, 아닌지는 문제가 아입니다. 오히려 현실에서 보다 대량의 에너지를 저장할수 있는 소형, 경량의 배터리와 같은 매체는 아주 중요합니다. 대량의 전력을 미리 저장할수 있고 채산성도 맞는 배터리와 콘덴서가 있다면 당장이라도 전기 자동차와 같은 곳에 적용되겠지요.
그렇다면 [작은 사이즈, 경량, 큰 에너지 저장용량]이라는 것을 실현하기 위한 연구가 진행되고 있거나, 이론이 제시되고 있겠죠. 현대에서 제작할수 있는 기술이 없더라도 말이죠. 과연 그런 배터리를 실현할수 있을지도 모르는 이론은 있는 건가요?
과학을 모르는 문외한 입니다.
2008.03.19 15:43:44
야옹님//절대부도체라...그런것도 있었군요. 어감으로는 마치 전자회로 같이 들리는 군요. 배터리는 아니지만 콘덴서에는 비슷한게 이론적으로 가능한가 보네요. 하지만 역시 콘덴서로는 배터리 역할을 하진 못하겠죠?
2008.03.19 15:43:44
현실에는 절대부도체는 존재하지 않지요.
그건 어떤 고온에도 녹지않는 물질이나
절대투과불가능장갑 같은 먼치킨성 물질입니다.
다만 어떤 분이 이런 거 있으면 어떤 일이 있을까요? 라고 질문하셨던 내용이죠.
그런게 있다면, 그 소자를 이용해 이론상으로 무한대에 가까운 에너지 저장이 가능한
거죠......
콘덴서가 사실 전하를 저장하는 기능을 하기때문에 배터리보다 어떤 면에서는
더 낫습니다. 배터리는 일반적으로 화학적 작용을 이용해 가역, 비가역 반응에서
전기 에너지를 발생시키는 것이고 콘덴서는 말 그대로 전하를 차곡차곡 쌓아두는
거니까요.
조악한 비유를 하자면 콘덴서는 번개를 잡아 넣는 것이고
배터리는 번개를 갖고 화학반응을 일으켜서 다시 화학반응을 역으로 돌려 번개를 뽑아내는 식이죠.
하지만 현실에선 콘덴서에 들어가는 전하량은 무한하지 않고
배터리는 차곡차곡 쌓으면 되니까 배터리가 선호되는 거죠.
그건 어떤 고온에도 녹지않는 물질이나
절대투과불가능장갑 같은 먼치킨성 물질입니다.
다만 어떤 분이 이런 거 있으면 어떤 일이 있을까요? 라고 질문하셨던 내용이죠.
그런게 있다면, 그 소자를 이용해 이론상으로 무한대에 가까운 에너지 저장이 가능한
거죠......
콘덴서가 사실 전하를 저장하는 기능을 하기때문에 배터리보다 어떤 면에서는
더 낫습니다. 배터리는 일반적으로 화학적 작용을 이용해 가역, 비가역 반응에서
전기 에너지를 발생시키는 것이고 콘덴서는 말 그대로 전하를 차곡차곡 쌓아두는
거니까요.
조악한 비유를 하자면 콘덴서는 번개를 잡아 넣는 것이고
배터리는 번개를 갖고 화학반응을 일으켜서 다시 화학반응을 역으로 돌려 번개를 뽑아내는 식이죠.
하지만 현실에선 콘덴서에 들어가는 전하량은 무한하지 않고
배터리는 차곡차곡 쌓으면 되니까 배터리가 선호되는 거죠.
2008.03.19 15:43:44
여러가지 방법이 있겠지만, 초전도체로 고리를 만들어주고 여기에 전기를 흘려주는 방법도 가능하지 않을까 합니다. 일단 분자 구조 안에 들어갈 수 있는 만큼의 전기가 축적되는 것이지요.
p.s) 실제로 고온 초전도체가 가능하면 이를 통해 심야 전력을 보존하는 것이 가능하지 않을까 추측되고 있지요.
p.s) 실제로 고온 초전도체가 가능하면 이를 통해 심야 전력을 보존하는 것이 가능하지 않을까 추측되고 있지요.
2008.03.19 15:43:44
가장 대표적 사례를 들자면 '원자력'입니다...단 몇그램의 우라늄이 가진 힘을 인류는 이제 잘 알게되었지요...그리고 핵융합....소량의 수소원자면...문제는 이를 버티고 제어할만한 기술이 인류에겐 아직 없지요....
2008.03.19 15:43:44
음... 뭐 왠만하면 반물질 정도로도 충분할거 같군요. 제 몸무게 정도 질량만 에너지 변환되도 당장 우리나라와 일본까지 흔적도 없이 사라질듯. 그럼 그 이상을 저장할 방법은 뭐가 있을까...
에너지를 다른 차원/우주에 저장 하는 방법 같은것도 있겠죠. 그리고 어떤 물질이 그것을 꺼내는 매개체. 음...ZPM 컨셉하고 비슷한가? 소형 블랙홀도 에너지원으로 쓸 방법이 있을지 모르겠군요. 블랙홀이면 크기는 문제가 안되니까...(물론 너무 큰 녀석을 쓰면 사상의지평선이 팽창하겠지만요) 또 뭐가 있을까... 아 뭐 단순히 엄청 뜨거운 물질도 되겠군요. 엄청난 압력과 온도를 견딜 용기를 만들수 있다면 그냥 아무거나 집어 넣고 한 10의 50승 정도 온도로 가열... 조금씩 꺼내 쓴다... 10의 50승 RPM으로 돌고 있는 팽이(flywheel)도 되겠군요.
실제로 가능할만 한 것은 반물질 정돕니다. 반물질은 실제로 만들수도 있고 저장할 방법도 있기는 하니까요.
나머지는 다 상상으로만 가능한 정도. 실제로 만들 가능성은.... 타임머신 정도?
에너지를 다른 차원/우주에 저장 하는 방법 같은것도 있겠죠. 그리고 어떤 물질이 그것을 꺼내는 매개체. 음...ZPM 컨셉하고 비슷한가? 소형 블랙홀도 에너지원으로 쓸 방법이 있을지 모르겠군요. 블랙홀이면 크기는 문제가 안되니까...(물론 너무 큰 녀석을 쓰면 사상의지평선이 팽창하겠지만요) 또 뭐가 있을까... 아 뭐 단순히 엄청 뜨거운 물질도 되겠군요. 엄청난 압력과 온도를 견딜 용기를 만들수 있다면 그냥 아무거나 집어 넣고 한 10의 50승 정도 온도로 가열... 조금씩 꺼내 쓴다... 10의 50승 RPM으로 돌고 있는 팽이(flywheel)도 되겠군요.
실제로 가능할만 한 것은 반물질 정돕니다. 반물질은 실제로 만들수도 있고 저장할 방법도 있기는 하니까요.
나머지는 다 상상으로만 가능한 정도. 실제로 만들 가능성은.... 타임머신 정도?
2008.03.19 15:43:44
이론적으로는 에너지를 물질로 만들어버리면 가장 효율이 높습니다(꺼내쓰려면 반물질인가)
좀 현실성을 주려면 위에서 나온대로 초전도체 링에 충전하면 됩니다. 초전도 파괴한계를 넘지 않는 한 아무리 전력을 처넣어도 그대로 유지됩니다. (근데 어느 정도 넣다보면 현재 과학기술상 배보다 배꼽이 점점 커지기 시작하죠.)
좀 현실성을 주려면 위에서 나온대로 초전도체 링에 충전하면 됩니다. 초전도 파괴한계를 넘지 않는 한 아무리 전력을 처넣어도 그대로 유지됩니다. (근데 어느 정도 넣다보면 현재 과학기술상 배보다 배꼽이 점점 커지기 시작하죠.)
2008.03.19 15:43:44
이론적으로만 따진다면 회전원반을 이용하는 것도 가능합니다. 적당한 질량을 지닌 회전원반에 에너지를 보존시키는 것입니다. 이 장치에 있어서 문제가 되는 것은 회전체가 되는 원반과 받침대의 경도, 축과 받침대 사이의 마찰을 얼마나 줄일 수 있을 것인가 정도입니다. 이론적으로는 에너지 저장량의 한계는 없습니다.
2008.03.19 15:43:44
원반(flywheel)이라면 우주에 뛰워놓고 쓴다거나 할수도 있겠죠. 아마 제일 문제가 되는건 RPM이 어느 이상 되면 원반자체가 원심력을 버티지 못하고 산산 조각조각 날거라는것? 여튼 이론상으로라면 원반자체의 질량 에너지보다 더 높은 에너지를 저장 할수 있겠지요. 아마 어느이상 회전이 올라가면 광속에 접근할테니 회전을 가속 시킬 유일한 방법은... 레이저 가속?( 레이저의 광압으로 가속)
질량이 고스란히 에너지로 바뀔 수 있으면..
구태여 소형 배터리 걱정 안해도 되겠죠.
소형 반물질 엔진이라든가 하는 거라면요.
물질을 매개하는 입자가 뭔지, 그리고 그런 입자가 어떤 경로로든
'파괴' 될 수 있다면 발생할 에너지는 상상초월일지도 모릅니다.
뭐 잡설이 길었습니다만,
언젠가 어느분이 말씀하신 절대부도체...가
개발 된다면 말그대로 0에 무한히 수렴하는 두께의 절대부도체를 이용하여
이론적으로 무한한 에너지가 거기 저장될 수 있을지도 모릅니다.
유전율은 전극 사이의 간격에 반비례하거든요.
이건 배터리가 아니라 무려 '콘덴서'라는...거죠.