아인슈타인의 생각실험실 2

상대성이론, 이제 어렵지 않아요!

“이 세상 모든 것은 더 이상 걷어낼 게 없을 때까지 최대한 단순하게 설명되어야 한다. 만약 당신이 간단하게 설명할 수 없다면, 당신은 그것을 충분히 이해하지 못한 것이다.” 아인슈타인의 말이다.
『아인슈타인의 생각 실험실』은 특수상대성이론과 일반상대성이론을 아인슈타인의 말처럼 최대한 단순하고 간단하게 설명하려는 시도이다. 이 책은 울렁증을 일으키는 수학식은 가능한 한 줄이고, 약간의 물리 상식과 중학교 졸업생 수준의 수학 실력만 있으면 충분히 따라올 수 있는 설명을 지향한다.

또한 상대성이론의 정립을 둘러싸고 19세기 물리학계가 느껴야 했던 당혹감과 아인슈타인이 딜레마를 해결하는 과정의 짜릿함, 그 밖에 과학계의 재미난 에피소드들이 적절하게 어우러져 마치 한 편의 다큐멘터리를 보는 듯 흥미진진하다. 저자의 친절하고 차분한 설명을 따라가다 보면 독자들은 어느새 상대성이론이라고 하는 만만치 않은 과학 지식을 스스로의 힘으로 이해하는 경이로운 체험을 하게 될 것이다.

 

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엘리베이터에서 일반상대성이론을 만나다!

일반상대성이론에 따르면 빛은 중력에 의해 휘어진다. 물체도 아니고 무게도 없는 빛이 중력에 의해 나아가는 코스가 바뀌는 것이다. 주의할 점은, 이 빛의 휘어짐은 진공에서도 일어나는데, 물속에서 일어나는 빛의 굴절과는 다르다는 사실이다. 빛이 휘는 것은 공간이 휘기 때문에 일어나는 현상이다. 중력은 시간의 흐름에도 영향을 끼친다. 중력에 의해 시간이 천천히 흐른다. 빛을 휘게 할 뿐만 아니라 삼켜 버릴 정도로 중력이 강한 블랙홀 근처에서는 시간이 거의 정지해 버린다. 우주선이 블랙홀 근처까지 날아가 잠시 머물렀다가 돌아오는 것을 생각해 보자. 머무는 장소를 잘 선택하면 여행자는 1년밖에 보내지 않았는데, 지구에서는 100년이 지나가는 일이 있을 수 있다.

이처럼 2권 ‘엘리베이터에서 일반상대성이론을 만나다’에서는 태양 주변에서 빛이 휜다는 사실은 곧 시공간이 휜다는 의미임을 설명하고, 이로부터 자연스레 유도되는 중력 렌즈 현상에 대해서도 자세히 소개한다. 또한 아인슈타인 편이 현상과 그것이 궁극적으로 맞닿게 되는 자연의 실체가 시간의 변화라는 사실을 상세히 설명하며 블랙홀이 필연일 수밖에 없는 이유, 화이트홀과 웜홀의 존재 가능성도 살펴본다.

★ 이 책들은 에피소드 출판사에서 2003년에 출간됐던 『사고뭉치 아인슈타인, 빛을 뒤쫓다』와 『사고뭉치 아인슈타인, 엘리베이터를 타다』를 새롭게 펴낸 것입니다.