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마샤 바투시액 지음/ 이충호 옮김
이 책은 물리학자와 천문학자들이 블랙홀의 개념과 실체를 풀어나간 역사와 일화를
쉽게 이해할 수 있도록 풀어내 들려주고 있었어요.
블랙홀은 강한 중력으로 인해 빛을 포함한 어떤 것도 빠져나올 수 없는 시공간 영역을 말하는데
질량이 큰 별이 붕괴할때 생긴답니다.
차례부분이랍니다.
중력, 물리, 천문 부분이 자연스레 어우러져 글이 이어지고 있었어요.
블랙홀 개념은 근대 지진학의 아버지로 불리는 영국
과학자 존 미첼이 1783년 발표한 논문에서 처음 등장을 했어요.
1905년 알베르트 아인슈타인이 뉴턴의 절대 공간과 절대 시간 개념을 무너뜨린
특수 상대성 이론을 발표했는데
1907년 수학자 헤르만 민코프스키가 아인슈타인이 특수 상대성 이론으로 시간을 또 하나의
차원으로 만들었고 그럼으로써 시간과 공간이 합쳐진 시공간이라는 단일 실체로 존재함을 입증했답니다.
1915년엔 아인슈타인이 일반 상대성 이론을 도입함으로써 다른 종류의 운동들, 그중에서도 특히 중력까지
다룰 수 있도록 상대성 이론을 확대하는데 성공~~!! 중력은 지량이 시공간의
유연한 매트에 짓누르는 굴곡때문에 생기고, 물체는 그 곡률을 따라 움직이는 것으로 간주 되었답닏.
백색왜성.. 사실 이 단어는 저에겐 좀 생소했던..
1916년 에스토니아의 에른스트 외픽이, 그리고 나중에 영국의 아서 에딩턴이 계산을 통해
질량이 태양과 비슷한 시리우스의 동반성은 그 크기가 지구보다
약간 더 크다는 결론을 얻었는데, 이것으로 밝기가 희미한 이유를 설명할 수 있었답니다.
이런 별들을 백색왜성이라 불리게 되었다고 해요.
1939년 오펜하이머와 하틀랜드스나이더가 현대적인 블랙홀 개념을
최초로 발표했고 그들은 그것을 '연속적인 중력수축'이라고 불렀어요.
그리고 나서 오펜하이머는 이 연구에서 손을 뗐고
물리학계에서는 일반 상대성 이론에 대한 관심이 시들해졋답니다.
1967년 존 휠러가 미국과학진흥협회 연례 학회에서 한 기조연설에서 중력 붕괴가 일어난
천제를 언급할때 '블랙홀'이라는 용어를 사용했고 그의 강연이
1968년에 출판되자, 과학계는 이 용어를 공식으로 사용하기 시작했다고 해요.
영국의 천문학자 조슬린 벨이 펄서를 발견했는데 이것은
나중에 회전하는 중성자별인것으로 들러났답니다.
이 발견으로 많은 사람들은 블랙홀도 실제로 존재할지 모른다고 생각하게 되었어요.
1971년 X선 관측위성 우후루가 얻은 데이터를 바탕으로 백조자리
X-1이라는 특별한 전파원이 잠정적으로 블랙홀로 확인되면서 우주에서
최초로 발견된 블랙홀이 되었어요.
관련 사진을 보니 신기하면서도 사진에서도 에너지가 느껴지더라고요.
1974년 스티븐 호킹이 베켄슈타인이 틀렸음을 인정하려고 시도하다가 대신 블랙홀이
오랜 시간에 걸쳐 복사를 방출하면서 점차 증발할 수 있다는 사실을 증명했어요.
이 발견은 일반 상대성 이론과 양자역학을 연결하는 역사적인 연구 였답니다.
킵 손과 스티븐 호킹이 백조자리 X-1이 정말로 블랙홀인지 아닌지 놓고 내기를 걸었는데
1990년 스티븐 호킹이 킵손에게 내기에 졌음을 인정하고 백조자리 X-1이 블랙홀이라는데 동의하였답니다.
2015년 9월 14일, LIGO가 최초의 중력파를 탐지했는데
이 중력파 신호는 약 13억 광년 거리에 있는 두 블랙홀이 합쳐져 하나의 거대 블랙홀이 될때
방출된 것이였답니다.
이 중력파는 블랙홀이 실제로 존재한다는 최초의 직접적인 증거였어요.
처음에 이 책을 접했을땐 블랙홀에 대한 이야기가 어떻게 다가올지 궁금하기도 하면서
어렵게도 느껴졌는데, 지은이의 의도대로 기이한 천체를 사람들에게 이해시키고
받아들이게 하는 역사에 초점이 맞춰져있어 쉽게 이해하며 넘어갈 수 있어 좋았던 시간이였어요.
더불어 블랙홀로 인해 아인슈타인의 위대한 업적을 다시금 생각해 볼 수도 있어 유익했답니다.
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'인터스텔라'를 보셨나요?
절대로 볼 수 없는 별은 존재할까?
아인슈타인이 시간과 공간은 상대적이라고 선언했는데
우리 은하 안에 있는 블랙홀을 찾기 위한 천문학적 관측 계획을 시작하기까지 시간이 걸렸다고 합니다. |
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블랙홀의 사생활 블랙홀을 둘러싼 사소하고 논쟁적인 역사
막연하게 알고있던 블랙홀의 역사를 찬찬히 들여다 볼 수 있었다. 올해 중력파 관측 성공으로 노벨물리학상을 받았다는 소식을 들었던터라 더욱 이 책에 대한 궁금증을 가지고 보게되었다. 이 책은 블랙홀을 주제로 옛날부터(18세기) 현재에 이르기까지 다양한 연구와 일화를 담고 있다. 현대 물리학의 가장 뜨거운 주제중 하나인 블랙홀에 관해 일반 상대성 이론과 천재물리학이 연결되는 고정의 역사적 기록이라고 할 수 있다. 영국과학자 미첼이 1783년 발표한 논문에 처음 등장하는 블랙홀의 개념이 뉴턴의 절대공간과 절대 시간 개념을 무너뜨린 아인슈타인의 특수상대성이론의 과정이 인상깊었다. 힘으로 설명되었던 것들이 중력은 질량이 시공간의 유연한 매트에 짓누르는 굴곡 때문에 생기고, 물체는 그 곡률을 따라 움직이는것으로 간주되었던 부분이다. 생각의 전환이 급격한 변화를 가져온것이다. 또한 찬드라의 백색왜성의 밀도에 관한것이 인상깊었는데 1932년에는 영국의 제임스 채드윅이 중성자를 발견하고 찬드라는 백색왜성의 질량이 어느정도 넘어서면 아주 작아져 붕괴되고어떤 실제적인 의미도 갖지 못하게 될것이란 점을 발견하지만 그당시에는 그런 천체가 우주에 존재한다는것을 상상조차 하지 못했던것같다. 이 개념은 왕립천문 학회 회의에서 토론이 벌어지는데 그당시 최고의 천제물리학자였던 아서 에딩턴은 실랄한 비판을 하게되고 청중들의 비웃음을 받는다. 그리하여 찬드라는 20년동안이나 이 주제로 연구를 하지 않게되는 안타까운 일이 벌어지기도 한다. 세월이 흘러 에딩턴의 주장이 틀렸음이 증명되고 그는 '찬드라세카르 한계'라는 개념이 천제물리학 교과서에도 실리고 노벨물리학상도 수상하게되는 반전도 있다. 이처럼 현재의 개념이 정립되기까지 우여곡절이 참으로 많았음을 알 수 있다. 그리고 긴 여정이 필요했고 그 여정속에 수 많은 과학자들의 연구에 감탄도 하고 안타까워도 하면서 학교다닐때 물리,천체 너무 머리아파했는데 재미있게 읽혀지는것이 신기했다. 끝까지 포기하지 않고 개념들과 이론들을 정립해가는 과학자들의 삶이 노곤하고 안쓰러운 생각도 들었지만 감동으로 다가왔다. 중력연구가 활발히 진행되고 1958년에 데이비드 핑켈스타인이 일반 상대성 이론을 위해 새로운 기준 좌표를 개발했는데, 이것은 블랙홀 물리학을 이해하기 쉽게 만들어졌다. 1941년 사이언스 뉴스레터에 블랙홀이라는 용어가 최초로 활자화 되었다고한다. 이후 실제로 블랙홀이 존재할지도 모른다는 생각을 하였는데 우주에서 최초로 발견된 블랙홀은 백조자리 X-1으로 확인되었다. 올해 노벨물리학상을 받은 주제였던 중력파가 두 블랙홀 자체에서 나온 직접적이고 집단적인 고함임을 알려주고있어 더이상 공상이고 가정에만 있지않고 실재로 존재하고 있음을 알 수 있었다. 지금 발견되어져서 알고있지만 공상에서만 있을법한 내용을 끊임없는 궁금증과 생각과 연구의 과정들을 거치면서 개념들이 정리되어지는 것을 보면서 그 옛날 어떻게 이렇게 앞선 생각을 할 수 있었는지 그리고 그것을 위해 달릴 수 있었는지 신기하면서도 존경스럽고 그런의미에서 다시한번 과학자들에게 존경을 표한다. 과학자의 삶도 엿볼 수 있었다. 블랙홀에 대한 관심이나 궁금증이 있다면 적극 추천할만하다. 블랙홀의 사생활을 통해 역사적인 순간을 함께 공유할 수 있을것이다.
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블랙홀을 소재로 한 영화나 소설, 애니메이션 등등 여러 창작물들은 인간의 상상력과 호기심 자극하는 소재로 블랙홀을 사용하면서, 이를 둘러싼 나의 대중적인 호기심은 날이 갈수록 커졌다. 하지만 친근하게 생각하는 블랙홀에 대해 막상 아는 것이 별로 없었다. <블랙홀의 사생활> 이 책은 물리학이나 우주학에 문외한인 사람들도 쉽고 재미있게 즐길 수 있도록 블랙홀을 둘러싼 여러 이야기들을 친절하게 들려주고 있다. 블랙홀 개념이 성립하는 과정부터 블랙홀의 여러 특징들, 또 천문물리학자들의 끊임없는 연구로 입증된 이론들과 그를 둘러싼 논쟁의 역사를 소개하고 있다. 블랙홀에 관심을 가지고 있는 누구나 블랙홀에 관한 방대한 역사를 이 책 한권으로 재미있게 읽어볼 수 있다. 특히 블랙홀에 관한 여러 주요한 이야기들을 년도별로 요약정리해놓은 파트는 블랙홀에 대해 한눈에 이해해 볼 수 있어서 제일 마음에 든다. |
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막연하게 떠오르는 블랙홀의 이미지를 구체화할 수 있도록 블랙홀의 역사에 대해 자세한 내용으로 개념을 설명해주고, 좀 더 친근하게 다가갈 수 있게 쉽게 설명을 해주는 책이라 좋은 것 같습니다. 블랙홀의 역사를 살펴보면서 여러 과학자들의 탐구에 대한 열정과 시간이 흐를수록 변화되어 가는 과정이 흥미진진하게 펼쳐져서 새로운 경험을 하게 되었고, 지식의 폭을 넓힐 수 있어서 만족스럽습니다. 신비로운 세계, 앞으로도 계속해서 연구를 진행해야 되는 분야이기 때문에 지켜봐야 될 것 같아요. |
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뉴턴의 고전물리학부터 상대성이론, 양자역학에서 블랙홀에 이르기까지 물리학의 역사를 주욱 훑어가는 느낌이다. 최근 망원경으로 밤하늘을 관찰하곤 했었는데 천체서적을 보면서 많이 봐왔던 찬드라세카르,란다우 등이 천체물리학에 업적과 백색왜성, 중성자별 등이 어떤 물리학과 천문학적 원리나 발견을 통해 규명되었는지 흥미진진하게 풀어나가고 있다. 많은 과학자들이 품은 많은 추측과 의문들,,'질량이 커서 중심핵이 찬드라세크라 한계를 벗어나는 별은 어떤 운명을 맞이할까?', '중성자별의 질량이 어떤 한계를 넘으면 어떻게 될까?' 등등 생각할거리를 많이 안겨주어서 읽는 내내 지루하지 않았다. 또한 어렵고 난해한 수식은 제외하고 과학자들이 문제를 해결한 중요 아이디어와 결론을 말해주고 있어 책의 주제에 맞게 "블랙홀의 논쟁 역사"에 대한 흐름을 끊지 않고 쉽게 파악할 수 있었다.블랙홀에 대해서는 일반상대성이론을 사용한다고 어렴풋이 알고 있어는데 그 역사를 보니 다양한 천체의 발견과 현대물리학이 어떻게 사용되는지 쉽게 알 수 있어서 술술 읽혔다. 무엇보다 블랙홀의 특징을 밝히는데 사용된 수많은 논쟁의 아이디어를 쉽게 설명해놓아 전문지식이 없는 일반독자도 상상해보고 결론을 만들어갈 수 있어 생각을 즐거웠다. 이 책을 통해 기본적인 흐름을 파악하고 블랙홀에 대해 좀 더 전문적으로 다루는 책을 읽는 것이 크게 도움이 될 것 같다 |
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블랙홀을 둘러싼 사소하고 논쟁적인 역사 블랙홀의 사생활
블랙홀을 생각하면 소용돌이 치는 물속을 향해 곤두박질 치는 장면이 떠오르는데요.
모든 것은 중력의 지배를 받는다.
미첼은 별의 질량이 아주 커서 마치 분수에서 솟아오른 물이 최대 높이에 이른 다음에 다시 아래로 떨어지는 것처럼 " 모든 빛이......자신의 고유 중력 때문에 자신에게 되돌아가는"때를 추정해보았다. 별에서 빛 미립자가 단 하나도 탈출하지 못하면 그 별은 하늘에서 검은색 점처럼 영원히 눈에 보이지 않을 것이다.
일반 상대성 이론은 시공간이 광대한 고무천과 같다고 말한다. 2차원으로 묘사한 이 그림에서는 지구 같은 질량은 이 유연한 고무천에 쑥 꺼지는 부분를 만들어 시공간을 휘어지게 함으로써 우리가 중력이라고 부르는 힘이 나타나게 한다.
호킹은 다른 관점에서 블랙홀을 바라보면서 생각이 바뀌게 되었다. 그것은 원자의 관점에서 블랙홀을 바라보는 것이었다. 블랙홀이 회전할 때 회전 에너지가 복사로 바뀌며, 따라서 입자가 생겨난다고 주장했다. 이 복사 방출은 회전하는 블랙홀이 회전을 멈출 때까지 계속 일어난다.
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블랙홀의 사생활 블랙혹을 처음 알게되고 경험하게 된 것은 영화에서 과학이론에서이다. 블랙홀은 글자 그대로 검은 구멍을 뜻하고 있지만. 블랙홀은 엄청나게 강한 중력으로 어떤 물체든지 흡수해 버리는 별이다. 영화에서 처음 경험하게 되어서그런지 블랙홀에 대한 과학적 이론을 정확하게 알지는 못했는데, 이 책에서는 매사추세츠공과대학 교수인 저자가 현대 물리학의 핵심 주제 중 하나로 블랙홀에 대한 개념을 블랙홀을 둘러싸고 있는 다양한 논의들까지도 짚어놓았다. 20세기 후반까지 200년간 블랙홀으르 둘러싼 논쟁에 대해서 잘 알려주고 있는 책이다..
이 책은 지상의 책에서 출간되어 블랙홀의 사생활이라는 제목으로 저자 마샤 바투시액은 중력파란 ‘시공간의 구조 자체에 생긴 흔들림’ 이라고 설명하고 있다. 블랙홀에 대해서 자세히 들여다 볼 수 있었던 책이였으며, 블랙홀을 아주 옛날부터 현대에 이르기까지 다양하게 연구하는 일화와 뒷 이야기까지 담고 있어 인상깊게 볼 수 있었으며, 어렵게만 생각했던 물리학이 좀 더 관심갖고 이해하고 싶다는 생각이 들었던 책이다. 블랙홀은 영국과학자 미첼이 1783년 발표한 논문에서 처음 등장하면서 우여곡절을 거쳐 수 많은 과학자들에게 의해 블랙홀이라는 용어도 등장하게 되었다.. 더구나 올해 노벨물리학상을 받은 주제도 눈여겨 보게 된다.. 중력파가 두 블랙홀 자체에서 나온 직접적이고 집단적인 고함임을 알려주고 있기에 우리가 상상하는 것만이 아니고 실제 존재하고 있음을 밝히게 된 것이다.. 우리가 상상하고 생각했던 것들이 그대로 현실이 되어가는 놀라움들 지금에 과학자들이 너무 대단하게 생각되면서 위대하다라는 존경에 마음도 생겨나게 된다.. 만약 우리가 지금 살고있는 현재에 누리고 잇는 많은 것들을 이끌고 있는 과학자들에 자세한 이야기들을 연구과정을 들어본다면 감탄하지 않을 수 없을 것이다.. 또한 과학에 있어 좀 어렵다 생각하면서 거리감을 두는 학생들이 있다면 이처럼 좀 다른 분야의 책을 보면서 새롭게 바라볼 수 있는 책을 추천해 주고 싶다.. 전부는 아니지만, 일부를 발췌해서 아이들에게 보여주면서 자신들이 상상하고, 공상영화에서 볼 수 있었던 다양한 것들을 실현가능한 것임을 알려주고 과학에 좀 더 가까이 다가갈 수 있도록 이끌어 준다면 우리가 살아갈 미래는 좀 더 다른 미래를 만나볼 수 있지는 않을 까 생각된다.. 과거 과학자들이 자신에 이론이 맞다고 주장하면서, 자신에 이론과 맞지 않는 과학자에 이론 한 참 후에 자신에 이론이 잘못되었음을 알게 되었을때, 또 한 번 놀라게 되었던 사실들.. 훨씬 이전의 과학자들은 천문학적 사실을 어찌 알 수 있었을지 지금도 연구하고 있고, 앞으로도 연구할 과학적인 사실들에 대해서 관심갖게 되었고, 블랙홀의 사생활을 통해 연구에 이론들을 접할 수 있었던 시간들 너무 소중한 경험이 되었다. 전문 분야가 아니더라도 한 공간에서 혜택받고 있는 한 사람으로 감사하게 다양한 소식과 사실들에 귀 기울이면서 발전할 수 있는 삶을 살아갈 수 있을 것 같은 생각이 든다.
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블랙홀의 숨은 이야기. 블랙홀이란 말만 들어도 이미 머리에 쥐가나는 그런 상황. 아마 안봐도 그 어려움에 허덕거릴꺼 같아 사실 처음 이 책을 만나기로 했을때 두려움에 떨어야만 했다. 하지만... 그것은 기우!!! 우주과학을 설명하는데 물리학을 쓰는줄 처음 알았음에도 너무 어렵지 않아서 순간 내가 물리학의 천재인가 착각을 할 정도였다. 물론 이 책에 나온 내용은 처음부터 블랙홀에 대해 나오진 않는다. 그러니까 이야기는 이런 식으로 흘러간다. 너 블랙홀이라는 애 알아? 사실은 말이지 그 녀석... 있는지조차 모르는 존재감 제로의 녀석이였데. 그런데 뉴턴이 중력을 발견하면서 혹시 중력이 너무나 센 별은 빛조차도 자신의 별에서 도망가지 못하게 잡을 수 있는건 아닐까란 생각을 하면서 자신이 존재감을 들어내기 시작했다지 뭐야~ 라는 식으로 말이다. 그렇다보니 블랙홀이나 과학에 관심이 없는 사람이라도 편하고 쉽게 이 책을 읽으며 블랙홀에 대해 관심을 갖게 될 수밖에 없다. 그런데... 이 블랙홀이 영화나 만화 등에서 보면 다양한 종류로, 그리고 그 시대에 과학자들이 생각하는 방식으로 많이 해석되고 있다는 것을 알 수 있다. 어떤 곳에선 블랙홀이 모든걸 빨아들이기만 하는 진짜 쓰레기장으로 분류되기도 하고, 또 다른 어떤거에선 블랙홀에 내뿜는 파장으로 다른 세계로 통하는 문이라고 하기도 하고, 또 다른 어떤데에선 별이 수명을 다해 폭발할 때 생기는 힘으로 인해 생긴 웜홀이란 가설도 있으니 말이다. 영화 속, 만화 속에서만 보던 블랙홀을 좀 더 쉽게 이해하고 공부할 수 있는 책으로 이 책을 선정한다면 과학이 더욱 즐겁고, 재미가 있어지지 않을까 한다. |
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이 책은 블랙홀 연구의 역사와 뒷이야기까지 블랙홀에 대한 모든 이야기를 들려주고 있는 곳 같다. 방대한 이야기를 풀어 놓았지만 지루하지 않고 뒤 페이지가 궁금하게 만드는 참으로 매력적인 책이다. 영화 ‘인터스텔라’에 나오는 블랙홀의 모습을 이 책을 통해서 보다 정확하게 과학적인 기반으로 더 자세하게 그려볼 수 있을 것 같다. 블랙홀에 대해서 아는 것이 영화에서 본 원반 모양으로 빛을 발하던 것이 전부인 블랙홀에 대해 문외한이 읽기에도 전혀 난해하지 않은 정말 매력적인 책이다. 지나가는 가을의 끝자락에서 현대 천체물리학의 최대 이슈 중에 하나인 블랙홀을 만날 수 있는 정말 좋은 기회를 꼭 잡아보라 권하고 싶다. |