뉴턴역학에서부터 갈릴레이의 상대론, 아인슈타인 상대성이론까지

2005년 4월 18일은 아인슈타인 특수 상대성이론의 발표 100주년이다. 이를 기념하기 위해 세계적인 빛의 축제가 개최될 예정으로 19일에는 독도를 경유해 1시간가량 우리나라에도 그 빛이 머물 것이다.
이처럼 빛의 이론이라고도 할 수 있는 아인슈타인의 상대성이론은 그 당시 잇따라 발견된 양자역학과 함께 물리학의 기초가 되는 이론이다.
20세기는 '물리의 세기'라 불릴 만큼 아인슈타인을 비롯해 마리 퀴리, 베르너 하이젠베르크, 닐스 보어, 포안카르 등 세계적인 물리학자들이 다양한 연구와 발견을 해냄으로써 물리학계의 큰 행보를 이룬 시기이다. 그들의 연구업적을 훑어봄으로써 상대성이론이 탄생할 수 있었던 그 당시 물리학 세계로의 탐험을 떠난다

중고생 눈높이에 맞춰 쉽게 풀어 쓴 상대성이론

상대성이론이나 아인슈타인에 대한 책들은 수없이 많다. 이론의 중요성과 아인슈타인이라는 물리학자의 위대함에 대한 반증이라 할 수 있다. 그 중 대부분은 아인슈타인의 일생에 대한 평전이다. 그리고 상대성이론을 설명했다 하더라도 우리 중고생 눈높이에 맞춰 이해하기 쉽게 만들어진 책은 그다지 많지 않다. 이 책은 일반 상대성이론을 전공하고 '아인슈타인의 중력방정식'으로 세계적으로 유명한 사토 후미타카가 중학생이나 고등학생들에게 강의하듯 쉽게 풀어 썼다는 게 특징. 상대성이론을 전혀 모르는 학생들도 그의 강의를 듣다 보면 너무나 재미있고 신기한 물리학의 세계로 빠져들게 된다.

빛의 연구에서부터 아인슈타인이 발견한 모든 것

널리 알려져 있듯이 아인슈타인은 상대성이론으로 노벨상을 받은 게 아니라 1905년 상대성이론과 함께 발표한 또 하나의 논문인 광양자이론으로 노벨상을 수상했다. 그리고 브라운운동에 관한 이론까지 그는 1905년 한 해에 세 가지 이론을 발표했다. 그가 발견한 세계의 모든 것을 살펴봄으로써 그의 이론은 물론 아인슈타인의 자연에 대한 끊임없는 도전정신까지 배울 수 있게 된다.
이 외에 끝내 완성시키지는 못했지만 아인슈타인이 죽기 전까지 매달렸던 '통일장 이론'에 대해서도 깊이 있는 지식을 얻을 수 있다.

이 책의 내용

총 7장으로 구성되어 있는 이 책에서는 우선 아인슈타인의 상대성이론이 예언한 '상식적으로는 도저히 생각할 수 없는' 이상한 세계로 안내할 것이다. 그리고 갈릴레이나 뉴턴이 만든 물리학의 역사를 살펴보며 아인슈타인 상대성이론의 탄생은 여러 물리학자들의 연구업적의 토대가 있었음을 밝히고 있다.
다음 장에서는 4살 때 나침반을 보고 빛에 대해 생각하기 시작한 아인슈타인의 성장배경과 그의 전기, 그리고 특수 상대성이론에 관한 이야기가 펼쳐진다. 나아가 중력이론을 포함한 일반 상대성이론과 아인슈타인에게 스포트라이트를 비춘 물리학 연구의 발자취를 따라가 봄으로써 독자들로 하여금 물리학의 큰 계보를 그릴 수 있게 하고 다양한 물리학 관련 지식까지 선사한다.
마지막으로 상대성이론의 예언이 현실에서 실제로 검증된 사례와 함께 그 이론이 개척한 우주에 대한 새로운 지식을 이야기한다.