현대 물리학의 양대 산맥은 양자역학과 상대성이론이다. 책 좀 읽은 교양인이라고 해도 비전공자중 이 두 이론을 이해하고 다른 사람에게 간단하게라도 설명해 줄 수 있는 능력을 가진 사람은 거의 없을 거다. 물론, 물리학자 이종필 교수는 어느 강의에서 초등학생도 쉽게 알 수 있도록 현대 물리학을 설명하는 것은 불가능하다고 했지만, 이 두꺼운 책의 거의 반 이상을 불굴의 인내심을 동원해 읽은 나로서는 그나마 그 어렵다는 상대성 이론이 좀 쉽게 느껴졌다. 그래서, 내가 이해한 부분에 한정해서 상대성이론을 간단하게 정리해보려고 한다.

일반상대성이론과 특수상대성이론 중 후자가 더 특수한 경우을 다루고, 좀 더 고급한 이론일 것 같은 느낌이 들지만 사실 특수상대성이론이 1905년에 먼저 발표되었고 일반상대성이론은 한참 후인 1916년에 등장한다. 특수상대성이론을 이해하려면 일단, 고정관념에서 벗어나야 한다. 이 세계를 구성하는 공간과 시간이 마치 태초에서부터 정해져 있는 고정 값일 것 같지만, 그렇지 않다. 인간이 경험하는 물리범위가 한정되어 있기 때문에 시공간이 변하지 않는 것 같이 느껴지지만, 실상 시간과 공간은 고정돼있지 않다. 이 우주에 불변의 값은 단 하나가 있는데 그게 바로 광속, 즉 빛의 속도이다.

이 세계를 구성하는 모든 물질은 빛의 속도로 이동한다. 모든 것이 그렇다. 그런데, 빛의 속도는 두 가지 방향으로 이동한다. 하나는 시간이고 다른 하나는 공간이다. 둘은 상보적이며 어느 하나의 속도가 높아지면 다른 하나의 속도는 그만큼 느려진다. 예를 하나 들어보자. 내가 우주 공간의 어느 좌표에서 움직이지 않고 있다면, 속도는 ‘0’이 되고 그때 흐르는 시간이 ‘광속으로 흐르는 시간의 속도’이다. 그러면 내가 초속 15만 킬로의 초고속 우주선을 타고 이동하고 있다. 이는 광속의 1/2에 해당하는 속도로 그때 나의 시간은 속도가 ‘0’일 때보다 정확히 1/2만큼 늦게 흐른다.

좀 어렵다. 다른 예를 하나 더 들어보자. 지구에 살고 있는 나의 속도를 ‘0’이라고 가정하자. (실은 지구와 태양계, 은하 모두 움직이고 있으므로 속도가 ‘0’은 아니겠지만,,) 이웃 행성으로 부모님 효도여행을 보내드렸는데, 초속 15만 킬로의 초고속 은하 열차를 이용하신다. 우주여행은 기본적으로 시간이 많이 소요된다. 지구시간으로 40년이 흘러버렸다. 어머니가 돌아오셨는데, 정확히 어머니의 시간은 20년만 흘러갔고, 나는 40살을 더 먹었다. 어머니는 나와 동년배가 되어버렸다. 좀 억지 같지만, 이는 과학과 수학으로 모두 증명된 실제 사실이다. 영화 인터스텔라에서도 비슷한 내용이 나왔던 것으로 기억한다.

그러니까. 물리량 즉, 시간과 공간, 질량, 길이 등은 어디서 측정하든 동일한 값을 가지는 것이 아니라 빛의 속도가 불변하기 때문에 그에 맞춰서 상대적인 물리값이 바뀐다는 것이 특수 상대성 이론, 아마 내가 이해하고 있는 것이 좀 틀린 부분도 있겠지만, 대략 그렇게 이해하고 넘어간다.

그럼, 이번에 일반상대성이론을 보자. 일반상대성이론은 중력이론이라고도 하는 것 같은데, 간단하게 말하면 중력과 가속운동은 동일한 물리현상이라는 거다. 그래서 등가원리라고도 한다는데, 이게 뭐 그리 중요한지 한참을 생각해봤는데, 중력은 오래전 뉴튼이 발견한 만유인력의 법칙과도 맥이 통한다. 중력에 대해서는 아직도 많은 부분이 밝혀지지 않았다. 중력장이라는 것이 있는지, 광자처럼 중력자가 있는 것인지 말이다. 그래도 중력의 힘이 가속운동과 같은 힘이라는 것이 아인슈타인에 의해 밝혀진 것이 그 당시 매우 혁명적인 일이었던 것 같다. 모든 우주 공간의 이해는 중력의 이해가 선행되어야 한단다.

중력과 가속운동이 같다는 의미의 예를 들어보자. 내가 우주의 텅 빈 공간에 있다면 나는 중력을 느끼지 못하고 아무 저항 없이 빈 공간에 떠있게 된다. 그런데 내가 마치 지구에 있는 것과 동일한 중력을 느끼게 할 수 있는 방법이 있다. 그건 내 발밑에 널다란 판자를 놓고 엘리베이터처럼 밑에서 밀어 올려주면 된다. 정확히 9.8m/sec² 의 가속도로 밀어 올리면 나는 지구에 있는 것과 차이를 느끼지 못하게 된다. 내가 지금 앉아서 자판을 두들기고 있는 상태는 다시 말하면 내가 텅 빈 우주공간에서 위쪽 방향으로 9.8m/sec² 속도로 가속운동을 하고 있다고 볼 수 있겠다.

이 책은 두께가 본문만 7백 페이지 가까운 책이라 읽는데 시간이 오래 걸렸다. 다 읽고 난 후 앞의 내용이 어떤 건지 기억이 잘 안날 정도다. 게다가 상대성이론과 양자역학까지는 힘들지만 어떻게 따라가는 게 가능했지만, 뒷부분의 끈이론을 비롯한 우주론의 대부분은 정신 못 차릴 정도로 읽기에 버거웠다. 물리를 공부한 사람에게는 대단한 명저임에는 틀림없을 것 같다. 교양 정도로 과학 서적을 몇 권 읽은 나로서도 굉장한 지식과 심오한 논의를 담고 있는 책이라는 느낌은 확실히 든다. 하지만, 비전공자나 초심자 등 교양을 섭렵하려는 독자에게는 큰 시련을 주는 책임에는 분명하다.

한가지 이 책을 읽으면서 기존에 오랫동안 궁금했던 궁금증이 하나 풀렸다. 우주의 신비 중 비교적 최근에 발견된 사실이 우주는 가속 팽창한다는 건데, 멀리 있는 별일 수록 더 빨리 지구에서 멀어져 간다. 그런데, 왜 우리 지구와 태양, 지구와 달은 멀어지지 않는 걸까? 그리고, 옛날의 별자리와 지금의 별자리가 크게 차이 나지 않는 이유는 뭘까? 이 답을 이 책에서 간명하게 설명해주는데, 바로 가속 팽창하는 우주는 은하 차원의 규모에서 발생한다는 거다. 그러니까 우리 은하와 안드로메다은하 등 우주에 천억 개 넘게 존재하는 은하들은 가속하여 멀어지지만, 은하 내의 별과 행성들은 중력의 영향으로 그 거리가 크게 변하지 않는다고.

크리스퍼 놀란 감독의 영화를 무척 좋아해서 

인터스텔라와 테넷을 정말 재미있게 봤습니다.

보면서 어느정도 이론으로 가능한 영역인지 아니면 영화적인 표현으로

보는게 맞는지 알고 보면 더 재밌을거 같더라구요

그래서 책을 구입했습니다만

여전히 어렵습니다 ㅎㅎ

술술 읽히진 않지만 중간에 멈추면서도 새로운 지식을 위해 도전하고 있습니다.

기초적인 상식이 적은 사람들도 접근할수 있도록

간단한 실험 예시부터 설명해주는 정성이 보이는 도서입니다.

욕심내지 않고 하루에 작은 파트씩 읽으면서 완독을 목표로 하고 있습니다

어렵지 않다. 묵직한 책의 두께 및 겉모습에 비해 책은 어렵지 않게 쓰여 있다. 마냥 쉽다는 이야기는 아니지만, 각 내용이 차근차근 적절한 예시와 함께 제시되는 덕에 시간과 마음의 여유를 갖고 읽는다면 누구나 어렵지 않게 이해해 나갈 수 있는 인상이다. (매끄러운 번역은 덤이다!)

명확하다. 시간과 공간에 대한 다양한 현대 물리학(상대성 이론, 양자역학, 끈이론, 다중우주 등)의 영역을 저자가 다루고 있음에도 각각의 내용이 전혀 혼란스럽게 다가오지 않는다. 분명한 중심 콘셉트와 저자 특유의 맛깔 나는 스토리텔링 덕에 각각의 이론은 책장을 덮어도 명확한 형태로 머릿속에 남는다.

꽤나 깊이 있고 밀도 높은 이야기를 다룸에도 비교적 어렵지 않게 풀어져 있는 책이니만큼, ‘우주의 구조’는 현대 과학의 이런저런 분야 및 이론에 관심은 있으나, 난해하고 생소한 면모에 차마 발을 들여놓지 못하는 분들에게 적절한 한 권의 가이드북이 되어주지 않을까, 조심스레 예상해본다.

브라이언 그린의 "우주의 구조", 부제는 "시간과 공간, 그 근원을 찾아서"입니다.
초끈 이론 분야에서 중요한 업적을 남긴 브라이언 그린의 작품이라 무엇보다 기대가 컸습니다. 이전에 쓴 엘러건트 유니버스를 통해, 현대 물리학에서 핫이슈가 되고 있는 초끈이론에 대해 다소나마 지식을 구할 수가 있었는데, 브라이언 그린의 작품은 어려운 내용을 독자들이 이해할 수 있도록 쉽고 재미있게 소개하기 위해 노력을 한다는 점이 좋았습니다.
"우주의 구조" 역시 시공간을 포함한 방대한 우주에 대하여, 초끈이론과 여분 차원을 이용하여, 브라이언 그린 특유의 필체로 독자들에게 정보를 전달하기 위해 많은 노력을 한 것 같아 보입니다.
이 책을 보다 보니 여분 차원에 대해서도 무척 흥미가 생겼는데, 여분 차원에 대해서는 또 다른 저자인 리사 랜들의 "숨겨진 우주"도 한번 봐야 할 것 같습니다. 잘 봤습니다.

아인슈타인의 상대성 이론 ,양자역학에 대해 저자가 최대한 쉽게 설명해주려고 애쓴 노력이 보이는 책이에요. 저같이 아예 기초배경지식이 없는사람도 어느정도 이해하면서 볼수 있었습니다.물론 읽는데 시간이 많이 걸리긴했어요. 그래도 완독하고 나니까 아주 기초적인 틀은 잡힌거 같아요 몇번 반복해서 읽어야 더 잘 이해할수 있을거 같아요. 아직 풀리지 않는 영역들이 남아있지만 결국엔 그 부분도 언젠간 멀지 않은 미래에 밝혀질거라고 생각합니다.

페친께서 양자역학에 대해 알고 싶다면 읽어보라고 해서

구매하였습니다. 정말 할일이 없다고 느껴졌을때 책을읽고싶다면

꼭잃어봐야 하는 책인거 같습니다. 

목차부터 정말 흥미진진하고 과학에 대해 많은 기초를 쌓게 해준다는

생각이 들었습니다. 

좋은책을 출판해 주신 출판계 관계자 분들게 감사인사 전합니다. 

정말 좋은책이었습니다. 

우주, 천체 관련 분야에 대해 입문자지만 평이 좋아 구매하게 되었습니다.

당연스럽게도 쉬운 책은 아니지만 공간과 시간이 과연 무엇인지를 다루며 재미있게 잘 풀어낸 책이 아닐까 싶습니다.
어렵지만 재밌게 배움을 알아가게 만드는 매력이 있어 정말 흥미롭게 잘 읽었습니다. 마치 추상과 같은 개념을 잘 설명하려고 한 것 같아 몇 번이고 읽으면서 체감하고 싶게 만드는 것 같습니다.
집에 소장해야 할 책 중 한 권이 아닐까 생각이 듭니다.

시간, 공간의 실체와 상대성이론, 양자역학과 현대의 우주론을 이해하기에 좋은 책이다. 과학적인 개념과 설명을 위한 비유도 적절하고 딱 궁금한 사항도 정확하게 집어서 설명을 해준다. 이렇게까지 차근 차근하게 설명해 주는 책을 읽게 되니 감탄사가 저절로 나왔다. 최근에 읽은 나심 탈레브의 책과는 대조적이었다. 물론 하나는 과학 도서이고 다른 하나는 비과학 도서인 면도 있긴 하지만 정말 대조적이었다.

나심 탈레브의 책들은 명확하지 않은 요소가 많았다. 모순되는 듯한 비유도 많고, 다른 해석의 가능성도 많았다. 읽는 독자와는 상관없이 자신의 입장에서 쓰는 부분이 많아 보였다. 그런데 브라이언 그린의 책은 모든 면에서 그렇지 않고 좋았다. 적절한 비유와 독자의 관점에서 궁금한 사항을 정확한 시점에 질문하고 답을 해주는 책이다.

특수상대성이론, 일반상대성이론과 양자역학에 대한 이해가 없는 사람도 이해할 수 있게, 복잡한 수식 없이 설명하고 있다. 물론 뒷부분으로 갈수록 어려운 요소가 있지만 어쩔 수 없는 부분이다. 우주론에 대하여 읽고자 하는 사람에게는 좋은 책이다.

https://blog.naver.com/yeojh1/222158995553

브라이언 그린의 신작에서 시작된 이전 작들 찾아보기의 마지막 단계. 사실 우아한 우주가 남아있는데 이 책 만큼 번역이 괜찮다면 사실 시도해볼까 싶기도 하다. 어차피 이렇게 어려운 내용들을 다루는 책들은 한 번 읽었다고 절대 다 이해할 수 있는것은 아니니까. 이해하지 못해도 읽을 당시의 즐거움은, 브라이언 그린의 다른 책과 마찬가지로, 상당하다. 그리고 조금씩, 아주 조금씩이나마 이전에 이해못했던 부분들이 조금씩 초점이 맞아가는 사진처럼 선명해질때는 그냥, 즐겁다. 물론 이전보다는 얼개가 잘 보인다는 것이지 양자역학이나 초끈이론 등은 이해보다는 그냥 받아들이는 것에 더 가깝다. 어차피 받아들인다면 다른 작가보다는 브라이언 그린의 인도를 받아서 진행하는 것이 좋다. 아직까지는.

엄청 두꺼운 책... 그만큼 엄청난 양의 정보가 담긴 책.

현실을 살기에 바쁘고 우주에 큰 관심은 없지만...

저자가 질문하는 게 나도 같이 궁금해지게 되면서 어느새 페이지를 넘기고 있는 나를 발견한다.

그러면서 문득 생각해본다.

과거로 흐르는 시간은 없나? 나는 과거로 간다면 무얼 하고 싶은 걸까.

다음엔 시간에 대해서만 다룬 철학책을 사볼까 한다.

이건 언제 다 읽을 수 있을까 ㅎㅎ...