장면별 설명
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지구
적도 지름 약 12,756 km · 우리의 모든 여행이 시작되는 푸른 행성. 이제 대한민국으로 시야를 좁히고, 서울의 공원에 있는 한 사람을 찾아갑니다.
지구는 적도 쪽이 조금 더 부풀어 있습니다. 여기서는 NASA의 적도 지름 약 12,756 km를 출발 기준으로 삼습니다. 지구 장면은 실사풍으로 재구성한 이미지입니다. 동그라미 가운데 밝은 점은 대한민국을 가리킵니다. 다음에는 서울을 배경으로 재구성한 풍경으로 이어집니다. 실제 위성사진을 연속 촬영한 영상은 아닙니다.
대한민국 · 서울
살펴보는 범위 100 km · 대한민국 서울로 다가갑니다. 한강과 다리, 산으로 둘러싸인 도심이 나타납니다. 이제 도시 속 공원을 향해 확대합니다.
대한민국의 서울을 배경으로 한강·도심·산의 풍경을 재구성했습니다. 정확한 측량 지도나 특정 시점의 항공사진은 아니며, 화면에 담긴 거리와 길이 눈금은 일대일로 대응하지 않습니다. 동그라미가 가리키는 도심의 한 구역으로 이어집니다.
서울의 한 구역
살펴보는 범위 1 km · 서울의 건물과 도로 사이로 작은 공원이 보입니다. 이제 그 공원에 서 있는 사람을 찾아갑니다.
면적은 길이의 제곱에 비례합니다. 한 변이 100분의 1로 줄어든 정사각형은 원래 면적의 1만 분의 1입니다. 이 여행의 눈금은 면적이 아닌 길이를 표시합니다.
서울의 공원
살펴보는 범위 30 m · 길과 나무, 벤치가 익숙한 크기로 다가옵니다. 한 사람이 내민 손을 향해 계속 확대합니다.
이 여행은 땅을 뚫는 탐사가 아니라 관찰 범위를 좁히는 가상 확대입니다. 생물의 내부로 들어가는 부분부터는 겉에서 보이는 풍경을 내부 구조 모형으로 이어 붙입니다.
사람
비교할 사람의 키 1.75 m · 사람 한 명이 화면을 채웁니다. 들어 올린 검지 끝의 동그라미 안으로 확대하면 피부의 작은 구조가 드러납니다.
지구 지름을 1.75 m로 나누면 약 729만입니다. 같은 단위로 길이를 비교하면 행성과 몸 사이의 크기 차이를 실감할 수 있습니다.
손끝
살펴보는 범위 2 cm · 손가락 끝의 부드러운 곡면 위로 지문이 나타납니다. 피부는 수많은 세포가 함께 만드는 조직입니다.
손끝과 지문은 사람마다 형태와 크기가 다릅니다. 2 cm는 관찰 범위의 예시입니다. 지문 골 사이의 간격을 고정된 생물학적 상수로 사용하지 않습니다.
피부의 표면
살펴보는 범위 1 mm · 지문의 능선이 커집니다. 표면 아래의 살아 있는 표피 세포를 볼 수 있도록 내부 단면으로 전환합니다.
피부 가장 바깥의 각질세포는 성숙 과정에서 핵과 소기관을 잃습니다. 다음 장면은 그보다 안쪽에 있는 살아 있는 표피 세포를 단순화한 모형입니다.
피부 세포
대표적인 세포 폭 약 30 μm · 세포막 안에 세포질과 소기관이 펼쳐집니다. 가운데 보이는 세포핵에는 DNA가 들어 있습니다.
세포막은 물질이 드나드는 경계를 이루고, 미토콘드리아는 에너지 전환에 관여합니다. 이 그림은 내부가 보이도록 만든 단면 모형입니다. 약 30 μm는 피부 세포를 비교할 때 쓰는 대표값입니다.
세포핵
모형에 사용한 핵의 지름 약 6 μm · 핵막 안쪽에 DNA와 단백질이 함께 모여 있습니다. 가늘고 긴 DNA는 여러 단계로 감기고 접힙니다.
6 μm는 이 세포 모형에 선택한 대표 크기이며 모든 세포핵의 공통값은 아닙니다. 핵 안의 DNA는 단백질과 결합한 염색질 상태로 존재합니다. 그림의 선은 그 배열을 이해하기 위한 모형입니다.
감기고 접힌 DNA
살펴보는 범위 100 nm · DNA가 히스톤 단백질에 감긴 작은 마디들이 이어집니다. 이 마디를 뉴클레오솜이라고 부릅니다.
염색질의 실제 배치는 복잡하고 변화합니다. 여기서는 DNA가 히스톤에 감기는 관계를 보여줍니다. 모든 세포의 DNA가 한 가지 규칙적인 굵기의 섬유로 접힌다고 가정하지 않습니다.
뉴클레오솜
마디의 지름 약 11 nm · 실처럼 긴 DNA가 히스톤 단백질 묶음을 감쌉니다. 이 구조는 긴 DNA를 정리하는 기본 단위입니다.
관측 연구에서 뉴클레오솜은 대략 지름 11 nm, 높이 5~6 nm로 나타납니다. 단백질과 DNA의 실제 분자 표면을 사진처럼 재현한 그림은 아닙니다.
DNA 이중나선
이중나선의 폭 약 2 nm · 두 가닥이 서로 감기며 이어집니다. A와 T, G와 C가 짝을 이루어 유전 정보의 순서를 만듭니다.
당과 인산이 바깥쪽 골격을 이루고, 안쪽 염기들이 짝을 이룹니다. 여기서는 나선의 폭 2 nm를 기준으로 삼습니다. DNA 전체 길이는 세포와 염색체에 따라 훨씬 길어집니다.
탄소 원자
대표 지름 약 340 pm · 원자핵 주위에 전자가 발견될 가능성을 구름으로 나타냅니다. 이 작은 원자는 DNA를 이루는 재료 중 하나입니다.
340 pm는 탄소의 반데르발스 지름을 사용한 대표값입니다. 원자의 크기는 정의와 결합 환경에 따라 달라집니다. 원자핵은 이 크기에 비해 매우 작아서 위치 표시를 따로 둡니다.
탄소-12의 원자핵
전하 반지름의 두 배 약 4.94 fm · 양성자 6개와 중성자 6개가 원자핵을 이룹니다. 이제 양성자 하나를 더 가까이 봅니다.
약 4.94 fm는 탄소-12의 전하 분포 제곱평균제곱근 반지름 약 2.4702 fm를 두 배 한 비교값입니다. 딱딱한 구의 표면을 잰 지름과는 정의가 다릅니다. 입자들은 구조를 설명하려고 구분해서 그렸습니다.
양성자
전하 반지름의 두 배 약 1.68 fm · 양성자 안에는 쿼크와 글루온의 역동적인 상호작용이 있습니다. 업 쿼크 2개와 다운 쿼크 1개가 원자가 쿼크 구성을 나타냅니다.
NIST의 양성자 전하 반지름 약 0.84075 fm를 두 배 하여 크기를 비교합니다. 업 쿼크 전하 +2/3 두 개와 다운 쿼크 전하 −1/3 한 개를 합하면 양성자 전하 +1이 됩니다. 선은 강한 상호작용을 설명하는 표시입니다.
쿼크와 글루온
탐구 길이 눈금 10⁻¹⁸ m · 쿼크는 표준모형의 기본입자입니다. 글루온은 쿼크 사이의 강한 상호작용을 매개합니다.
전자는 렙톤, 쿼크는 쿼크 계열의 기본입자입니다. 전자와 쿼크 내부에서 더 작은 구성 요소는 아직 확인되지 않았습니다. 표준모형은 이들을 점입자로 다룹니다.
더 작은 구조를 찾는 곳
CMS 연구가 탐구한 길이 규모 10⁻²⁰ m · 2026년 CMS는 특정 모형에서 이 길이 규모까지 쿼크의 내부 구조를 탐색했습니다. 더 작은 구성 요소의 증거는 발견하지 못했습니다.
CMS의 2026년 4월 설명은 LHC 두 번째 운전 기간의 산란 자료와 쿼크 복합성 모형에 근거합니다. 약 10⁻²⁰ m는 모형에 따른 탐구 규모이며 보편적인 입자 지름 측정값이 아닙니다. 다음 층이 있는지는 앞으로의 관측으로 확인해야 합니다.