아인슈타인의 상대성 이론은 과학기술이 진일보하는데 크게 기여하였으면 지난 세기동안 가장 유명한 이론 중의 하나로 기억된다. 그 당시를 지배하고 있었던 우주관의 개념을 완전히 바꿔놓았다고 해도 무리없을만큼 상대성 이론은 블랙홀, 평행우주, 끈이론들을 설명하는데 있어서 중요한 이론적 토대를 제시하고 있다. 우주에 대한 신비감과 궁금증이 많았는데 제프리 배네트가 쓴 ＜상대성 이론이란 무엇인가?＞는 비교적 쉽게 읽힌다. 흔히들 공상과학영화에서 본 듯한 장면을 대입시키기도 하고 기존에 갖고 있었던 상식이 왜 틀렸는지에 대해서도 설득력있게 상세히 설명해줘서 각인된 이미지가 사실이 아니라는 점도 이번에 알게 되었다. 블랙홀은 진공청소기처럼 모두 빨아들일 것으로 생각되지만 잘못된 이미지이며 사실은 블랙홀의 중력이라는 것은 그 주변을 돌고 있는 물체를 보고 찾을 수 있으며, 블랙홀의 존재는 블랙홀을 둘러싼 가스가 내뿜는 빛을 통해서 알 수 있다고 하니 우리가 블랙홀 근처를 지나간다고 해도 미리 감지하여 피할 수 있다는 말이다. 

빛은 우주에서 가장 빠르다고 하는데 초당 30만km의 속력을 보인다. 이 빛을 통해 증명해낸 사실은 시공간의 휘어짐으로 공간은 평평한 곳에만 존재한다는 인식을 완전히 뒤바꾼 개념이다. 이를 통해 발전된 기술들이 실생활에서 하나하나 쓰여지기 시작했는데 2차원적이었던 기존 개념을 3차원, 4차원으로 영역을 넓혀나가게 된 것이다. 천채물리학은 어렵고 복잡할 것이라고 생각했는데 확실히 밤새워 읽어도 될만큼 흥미진진하게 쓰여진 책이다. 하나하나 배우는 재미도 있고 기존에 갖고 있던 상식이 잘못된 이미지로 각인되버리면 마치 그것이 진실인 듯 오해할 수 있다는 것도 신기했다. 아마 과학은 어렵다는 편견도 이 책에서는 예외가 될 듯 싶다. 왜냐하면 책은 대중적으로 씌여졌고 이해가 어려울 것 같으면 영화를 예로 들면서 설명해주기 때문에 생각의 폭을 넓게 가져갈 수 있다. 의외로 재밌었고 가독성도 좋아서 아인슈타인의 상대성 이론이라 지레 어려울 것으로 생각한다면 이 책에선 과학과 상상의 나래가 공존하는 가운데 흠뻑 빠져서 읽을 수 있을 것이다.

상대성 이론의 핵심이 되는 이론을 이보다 쉽게 설명한 책은 없을 것이다. SF에서는 당연한 듯 보였던 것도 이 책을 통해서라면 이론을 재정립해볼 수 있을 것이고 일반인 뿐만 아니라 과학에 관심있는 학생이라면 교양서적으로도 손색이 없는 책이다. 과학이론이 단지 책 속의 이론에만 머무는 것이 아니라 우리 일상생활에서 어떻게 활용되는지 알게 된다면 기존에 갖고 있던 선입견 보다는 재미있게 읽을 수 있는 책으로 강력추천한다.

내가 아인슈타인의 상대성 이론을 접하게 된 것은 대학교 1학년 때였다. 다른 과목에 비해 철학 과목은 상당히 어려웠다. 그래서 그런지 다른 강의에 비해 철학 강의를 듣는 학생은 그리 많지 않았다. 지금 생각해봐도 그때 들었던 ‘상대성 이론’은 매우 어려웠다.

상대성 이론은 현시대를 관통하는 가장 중요한 이론일 것이다. 뉴턴이 고전물리를 결정지었다면 현대물리의 시작은 아인슈타인이다. 아인슈타인이 특수 상대성이론을 1905년에 발표했는데, 100년이 넘는 시간이 흘렀음에도 불구하고 사람들은 여전히 1687년에 발표된 뉴턴의 이론을 더 쉽게 받아들이고 있다. 아마 그 이유는 ‘상대성 이론은 이해하기 힘들다’는 속설 때문일 것이고, 뭔가 복잡할 것이라는 지레짐작 때문일 것이다.

이 책은 2013년 미국물리학회가 수여하는 과학커뮤니케이션상 수상자로, 콜로라도 대학에서 천체물리학 박사 학위를 받고 천문학, 천체생물학, 수학, 통계학의 베스트셀러 교재들을 쓰는 주요 저자인 제프리 배네트가 초등학생과 중학생을 상대로 상대성 이론의 핵심 아이디어를 강의한 결과 어른들보다 훨씬 빨리 그 이론을 받아들이는 것을 보고 어른들도 쉽게 이해할 수 있는 상대성 이론 서적을 집필하였고, 그 결과물이 바로 이 ‘상대성 이론이란 무엇인가’이다.

이 책은 블랙홀 이야기부터 시작한다. 태양이 갑자기 블랙홀이 된다면 어떤 일이 일어날 것인가? 빛도 빠져 나오지 못하는 블랙홀을 상상하던 사람들은 지구가 블랙홀에 빠져들어갈 것이라고 생각한다. 하지만 저자는 지구는 여전히 블랙홀이 되어 버린 태양을 별일 없이 돌 것이라고 말한다. 최소한 빨려 들어가지는 않는다는 말이다. 아인슈타인의 원리에 의하면 무거운 물질은 시공간을 휘게 한다. 지구는 그 휘어진 시공간의 궤도를 따라 돌고 있는 것이다. 태양이 블랙홀로 변했다면 태양과 블랙홀은 같은 무게이기 때문에 시공간을 휘는 정도도 동일하다. 물론 블랙홀의 부피가 훨씬 작으니 가까이 다가갈수록 더 심하게 휘어 있겠지만 지구에 미치는 휨의 정도는 동일하다. 결국 지구는 같은 궤도를 돈다.

불랙홀은 무엇이건 빨아들인다고 생각한다. 하지만 저자는 블랙홀이 주변 모든 것을 빨아들이지 않는다고 말한다. 블랙홀은 어마어마한 중력을 지닌 물질이기 때문에 태양이 블랙홀이 된다 해서 지구가 거기에 빨려 들어가는 일은 없다. 그저 블랙홀이 된 태양 주변을 맴돌 뿐이다. 저자는 평소 우리가 생각해왔던 것과는 반대되는 이야기로 시작해서 이 책은 특수 상대성 원리, 일반 상대성 원리로 이야기가 진행되고, 우주의 미래까지 예측한다.

저자는 빛의 속도가 우주에서 가장 빠른 속도이자 속도의 한계라는 사실과 함께 우리가 일상에서 생각지도 못하는 시간 지연과 시공간의 휘어짐, 역사상 가장 유명한 등식인 E = mc2을 설명한다. 상대성 이론의 모든 주요 예측은 놀라운 정확성으로 시험에 통과했고, 그 실제 응용으로는 위성항법장치(GPS) 등이 있다.

나는 그동안 어렵게만 생각했던 ‘상대성이론’에 대해서 이 책을 통해서 쉽게 이해했다. 아마도 이 책 만큼 명료하고 계속 읽게 하는 힘이 있는 책은 없을 것이다. 초등학교 고학년 수준의 이해력만 있으면 충분히 이해할 만하다. 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론의 근본적으로 단순하면서도 일상의 상식을 깨는 아이디어들을 이해하고 싶은 모든 사람에게 이해하기 쉽고 흥미로운 이 책을 꼭 읽으라고 권한다.

[상대성이론이란 무엇인가?]서평

지은이 : 제프리 베네트

옮긴이 : 이유경

출판사 : 처음북스

저자는 목표를 자신이 이해했고, 자신의 강좌와 교재를 통해 학생들과 공유했던 것처럼 독자들도 상대성을 이해하게 돕고 싶은 목적으로 이책을 썻다고한다.

독자들이 상대성을 생각보다 훨씬 더 쉽고 훨씬 더 놀라운 주제로 느끼길바랬다.

또 우리자신을 광대한 우주 속의 인간으로 바라보는 방식에 상대성이 중요한 영향을 미친다는 저저의 생각에 동의하기를 바랬다.

허나 정말 쉽지 읽어나가는 책은 아닌듯하다.

대신 관심이 전혀 없던 분야라 새로운 부분을 많이 알게되었다

이책에서 블랙홀이란 아이슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면, 우리가 중력이라고 여기는 것은 사실 시공간의 휘어짐에서 오는 것이고, 이 휘어짐은 질량을 가진 물체에 의해 만들어진다.

블랙홀은 크기가 너무나 많이 수축하여 관찰 가능한 우주에 구멍을 낼 정도의 질량을 가진다.

어떤 물체가 블랙홀에 빠지면 바깥 우주는 그 물체와 전혀 접촉할 수 없다.

블랙홀의 중력은 동일한 질량을 가진 다른 모든 물체의 중력과 다르지 않다. 단, 불랙홀에 아주 가까이 다가갈 때 중력은 훨씬 더 극단적이 된다. 멀리떨어져 있을 때는, 다른 모든 질량이 큰물체 주의에서 그렇듯이 블랙홀 주위에서도 궤도를 돈다. 빨아들이지는 않는다.

블랙홀에 우연히 빠지기는 힘들다. 블랙홀은 크기가 아주 작기 때문에 멀리서 와서 빠지면 거의 완벽하게 겨냥을 해야만한다.

블랙홀에 쉽고 자연스럽게 빠지는 유일한 것은 블랙홀 주위의 가스인데, 블랙홀 주위를 빙빙 도는 가스는 마찰력을 일으키고 이 마찰력은 가스 입자의 궤도를 점점 붕괴시켜 입자를 블랙홀에 빠지게 한다.

어떤것이 블랙홀로 떨어질 때 바깥에서 지켜보면 물체가 사건으 지평선에 다가가면서 시간이 멈추는 것을 볼수있다.

동시에 물체의 빛이 무한히 붉은 색으로 변하면서 시야에서 사라지는 것을 볼 것읻.

빛의 적색이동은 블랙홀로 떨어지는 물질이 실제로 비교적 빨리 시야에서 사라지는 이유이고, 그래서 그 물질이 사건의 지평선을 넘는 것을 보지 못할 것이다

여유를 가지고 두세번정도 더 읽어보아야할 책인듯하다.

감사합니다.

[북리뷰] 상대성이론이란 무엇인가?

아~ 당최 모르겠다 ㅠㅠ 상대성이론이 아인슈타인의 이론이라는 것만 알겠다.

서두에 시작하는 이야기는 블랙홀에 대한 이야기다. 우리가 영화에서 볼 때 블랙홀 근처만 가도 막~ 빨려 들어가는 듯한 모습을 보인다. 하지만 실제 우주에서는 그렇지 않다고 한다. 만약 있다고 한들 몇 십 광년 떨어진 블랙홀을 우리가 어떻게 만나겠는가?

블랙홀의 중력은 두 가지 방식으로 드러난다고 한다. 하나는 그 주변을 돌고 있는 물체를 보고 블랙홀을 찾을 수 있고, 두 번째는 블랙홀을 둘러싼 가스가 내뿜는 빛을 통해 알 수 있다. 우리 은하는 지름이 약 10만 광년이라고 한다. 책의 조그만 그림에 샤프로 점을 찍으면 25광년이라 한다. 25만 광년이 얼마나 될까? 빛의 속도는 초당 약 30만 킬로미터다. 이것은 1초에 지구를 거의 8바퀴나 돌 수 있다. 1분은 60초이므로 60을 곱하고, 1시간은 60분이니 60을 곱하고 하루가 24시간이므로 24를 곱하고, 일 년이 365일이니 365를 곱하면, 1광년은 10조 킬로미터가 조금 못 된다. 그러므로 25광년은 거의 250조 킬로미터다. 상상이 안 된다.

아인슈타인의 상대성이론은 두 부분으로 나누어 발표했다고 한다. 첫 번째는 특수 상대성이론으로 1905년에 발표했다. 특수 상대성이론은 일반 상대성이론의 일부이다. 특수 상대성 이론은 중력의 영향을 무시한 특수한 경우에 적용되고, 일반 상대성 이론은 중력을 포함한다.

상대성이론을 이해하는 첫걸음은 무엇이 상대적인가 하는 것이다. 상대성이론은 ‘모든 것은 상대적이다.’라고 말하지 않는다. 상대성이론은 관찰자의 기준틀 (frame of reference, reference frame)에 따라 다르게 묘사된다.

하지만 상대성이론에서 절대적인 것이 두 가지 있다.

1. 자연의 법칙은 누구에게나 똑같다.

2. 빛의 속도는 누구에게나 똑같다.

이 두 가지는 상대성이론에서 절대적인 것이다.

상대성이론을 이 책 한 권으로 얼마나 알 수 있을지는 미지수이다. 물리학을 전공하지 않고, 물리학에 대한 기본적인 이해가 없다면 어렵게 느껴질 수 있을 것 같다. 물체의 질량이 어떤 의미인지 그리고 질량에 따라 왜 중력이 다른지 이런 기본적인 이해가 밑바탕이 되어야만 이 책을 어느 정도 이해할 수 있을 것 같다.

상대성이론이라는 아인슈타인의 이론이 우리에게 주는 의미가 무엇인지 잠깐 생각해보았다. 책에서 이런 말을 한다. 적도 상공의 비행기가 이륙을 해서 다른 지점으로 간다고 가정해보자. 지구에 이는 우리는 비행기가 이동해서 착륙을 한다라고 생각한다. 하지만 달에서 이를 본 사람은 비행기가 떠있다가 지구의 자전 속도로 어느 한 지점에 착륙하는 것처럼 보인다. 상대적이라는 말을 가장 잘 보여주는 대목이다라고 본다.

우리도 사람을 대할 때 똑같다. 관찰자로 타인을 볼 때 우리는 타인을 폄하하기도 하니까. 상대적이라는 말은 서로 간의 주관이 개입되는 뜻이라고 본다.

  상대성 이론에는 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론이 있다. 이 책을 보다보면 "블랙홀"이라는 단어가 많이 나온다. 블랙홀의 생성 원리부터 읽는 독자로 하여금 어떠한 원리나 법칙 따위를 상상하게끔 해서 머릿속으로 이야기를 그려나가게끔 글이 쓰여져 있다. 이 책에는 또한 어려운 수식이 없다. 다시 말해, 대학교 전공서적처럼 복잡한 수식이나 수식을 증명하기위해 공식을 유도하는 그러한 책은 아니다. 사실 상대성 이론을 이해할려면 양자역학에 대해 기본적으로 알고 있어야 한다. 기본적인 물리적 용어나 그러한 용어들을 읽었을때 머릿속에 그림이 그려져야 다음 내용을 이해할 수 있다. 다시말해 기본적인 배경지식 없이는 사실 읽기는 조금 어려운 면도 있지만, 앞서 말한것 처럼 복잡한 수식을 풀어쓴 책은 아니다. 그래서 그런지 머릿속에서 문장을 이해하면서 그림을 그려나가다보면 어느정도 "아, 이게 이말이구나"라는 감은 잡게될 것이다.

  나 또한 대학에서 공학을 전공했지만, 책을 읽으면서 아직 물리나 이런부분에 배경지식이 부족하다는 걸 느꼈다. 100년 전에 이미 인류의 머리에서 나타난 이론이며, 우리는 이러한 것을 보고, 읽고, 이해만 하면 된다. 그리고 이 책을 그러한 과정을 훌륭하게 커버해 준다고 생각한다.

아인슈타인의 상대성 이론을 모르는 사람은 없을 것입니다. 하지만 그 상대성 이론이란

무엇이냐고 묻는다면 쉽게 대답하기가 어려운것이 사실입니다.

E=mc2 이라는 공식으로 풀이되는 상대성 이론... 20세기를 대표하는 과학자이면서

대표적인 이론이 아닌가 합니다.

우리가 상대성 이론이라는 것을 모른다고 생활을 할때 불편하거나 한 부분은 없습니다.

하지만 세계의 역사에서 큰 획을 그었다는 대단한 이론이라는 것을 깊게는 모르지만

수박 겉 핥기라도 해야 하는 것이 현대의 교양인으로서의 기본이 아닌가 생각했습니다.

하지만 막상 이렇게 생각해도 상대성 이론에 가까이 다가가기에는 뭔가 멈칫거리는 것이

있는것이 사실입니다.

그러한 사람들에게 이 책은 그나마 좀 쉽게 상대성 이론에 접근할 수 있을 것이라고

자신있게 추천할 수 있습니다. 그 이유는 이 책의 저자가 상대성 이론을 여름학교

프로그램에서  초등학교 아이들을 대상으로 설명한 적이 있다는 것입니다.

그리고 우리가 상대성 이론을 어렵게 생각하는 이유는 그동안 우리가 인식해온 시간과

공간에 대한 개념이 바뀌어야 하는데 그렇지 못하기 때문이라고 합니다.

오히려 아이들은 그들의 생각이 어른들처럼 고착화가 안되었기 때문에 더 쉽게 이해한

다고 합니다.

그러나 이 책을 읽으면서 그동안 우리가 생각했던 정상이라는 범위를 좀 더 다른게

생각하도록 생각을 열고 이 책을 읽어야 할 것입니다.

그렇게 때문에 이 책에서는 수 많은 SF영화의 대다수의 특수효과가 터무니 없는 거짓말

이라고 합니다. 또한 우리가 흔히 알고있는 블랙홀이라는 개념도 우리는 다시 정리해야

할 것입니다.

내가 빛의 속도록 가고 있을때와 빛의 속도로 가는 물체를 보고 있을때와의 차이를

생각만으로 이해하고 위에서 말한 E=mc2 이라는 단순한 공식으로 정리해 놓은것을 보면

아인슈타인이 소름끼치게 대단하다는 것을 이 책을 다 읽으면서 느낄 수 있을 것입니다.

과학에 흥미가 있는 중고등학생이나 옛날 물리시간에 배웠던 상대성이론이 무엇이었나

가물가물해 다시 정리를 하고자 하는 사람들에게 한 권으로 깔끔하게 정리해 줄 수 있는

책이 아닌가 합니다.

책이 그리 두껍지도 않아 읽기도 좋았고 읽으면서도 많은 지식을 얻는 즐거움을 느끼면서

너문 재밌게 읽은 책이었습니다.  

​과학 쪽 일을 하다보니, 과학도서는 늘 관심의 대상이다.

물론 언젠가는 과학도서를 써보고 싶다는 생각도 가지고 있으니...더더욱 그러하다.

​과학에 흥미를 거지지 않고서는 좀처럼 이런 도서에 선듯 손이 가지는 않는다.

나 역시, 이 책의 표지를 보는 순간~ ' 전공 책인가?' 할 정도였으니..

사실, 전공 수업 부교재로 써도 좋을만치 내용이 알차서 좋았다.​

＜상대성 이론이란 무엇인가? ＞ 이 질문에 사람들은 뭐라고 대답할까?

요즘 큰아이 과학 교과 연계로 과학도서를 많이 읽고 있어서 이번 아인슈타인의 상대성 이론에 대해서 좀더 공부 해봐야 겠다라는 생각이 들었다.

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우리의 일상에서는 시간과 공간이 별개이지만 상대성 이론은 시간과 공간이 결합되어 또다른 현실을 만들어 놓는다.

​중력으로 인해 시공간이 휘어지고, 그런 시공간의 4차원적 구조를 이해 할수 있었던 ＜ 상대성 이론이란 무엇인가?＞ 이 책은 과학에 문외한들이 읽어도 될만치 책이 너무나도 쉽다.

가끔 번역본을 읽다보면 무슨 말인지 이해 안되는 해석이 보이는데 이 책은 과학전공자가 번역한건가? 할 정도로 자연스럽게 옮겨 놓았다. ​

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​먼저, 이 책 속에서는 사람들이 공상 과학에서 많이 접해 본 블랙홀에 대한 모티브를 가지고 이야기를 시작하고 있다. 마치 우리가 우주 여행자가 된 것 처럼 블랙홀을 바로 눈 앞에 그려 볼 수 있었다. 그동안 청소기처럼 블랙홀 속에 빨려 들어간다라고만 생각했던 것이 지금은 거대한 중력속으로 떨어진다는 것을 알게 되었다. 그러면서 지구의 시간보다 느려지고 나이도 천천히 먹는 다는 것을 알게 되었다. 이것이 바로 아인슈타인의 특수 상대성 이론이다.

우리는 이 이론을 통해서 우주의 많은 측면을 이해 할 수 있었고 전자기적 문제들도 해결됨을 알게 되었다.

반면, 아인슈타인의 특수 상대성 이론이 발표된 지 10년 뒤에 발표된 일반 상대성 이론으로 우주가 팽창하고 있음을 보여준다. 그리고 이것으로 인해서 빅뱅이라는 결과물이 자연스럽게 뒤따라 옴도 알게 되었다.

무엇보다도 이 모든 게 아인슈타인의 머릿속 실험의 결과라는 점에 놀라지 않을수 없었다.

그의 가설과 이론이 실제로 몇십년이 흘러 증명이 되고 그동안 풀리지 않었던 과학의 문제점들을 해결해 나갔다는 사실에 그저 탄성이 절로 나왔다.

​적절한 사진 그림과 쉬운 단어의 선택과 예를 이용한 친절한 설명으로 독자의 이해를 도운 ＜상대성 이론이란 무엇인가?＞.... 간만에 시간도 잊은채 심도 있는 과학책 읽기에 빠져 들수 있어서 좋았다.
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​"해당서평은 출판사에서 제공받은 도서를 읽고 작성되었습니다"