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1장 다이제스트 상대성 이론
특수 상대성 이론 요약 / 일반 상대성 이론 요약 2장 상대성 이론이 나오기까지 16세의 공상 / 에테르의 수수께끼 / 에테르를 찾아내는 실험 / 절대 좌표와 절대 시간 / 천동설과 지동설 / 상대성 원리 / 관성계는 어느 것이나 동등하다 / 광속도 불변의 원리 / 요점 정리 : 상대성 이론이 나오기까지 3장 특수 상대성 이론이란 무엇인가? 동시성의 불일치 / 시간의 흐름이 느려진다 / 시간이 느려지는 것은 ‘피장파장’이다 / 속도의 덧셈 / 공간이 줄어든다 / 공간이 줄어드는 것도 ‘피장파장’이다 / 상대성 이론을 체험하는 입자 / 질량이 커진다 / 질량이란 무엇인가? / 질량 = 에너지 / 요점 정리 : 특수 상대성 이론이란 무엇인가? 4장 일반 상대성 이론이란 무엇인가? 중력에 대한 도전 / 등가 원리 / 일반 상대성 이론의 핵심 / 휘어지는 빛 / 공간이 휘어진다 / 휘어진 공간과 빛 / 중력이 공간을 휘게 한다 / 휘어진 공간이란? / 중력에 의해 느려지는 시간 / 요점 정리 : 일반 상대성 이론이란 무엇인가? 5장 상대성 이론의 의미 그리고 우주론으로 / 상대성 이론이란 결국 무엇인가? Q&A 1. 아인슈타인의 생애는 어떠했는가? Q&A 2. 아인슈타인이 추구한 것은 무엇인가? Q&A 3. 빛이란 과연 무엇인가? Q&A 4. 왜 광속은 누가 보아도 같을까? Q&A 5. 광속도 불변의 원리는 어떤 실험으로 확인되었을까? Q&A 6. ‘동시성의 불일치’란 어떤 의미일까? Q&A 7. 왜 시간의 흐름이 느려질까? Q&A 8. ‘쌍둥이의 패러독스’란 무엇인가? ① Q&A 9. 광속에 가까운 속도에서는 ‘실제로’ 물체가 줄어들까? Q&A 10. 광속에 가까운 속도에서 질량이 커질 때 무엇이 늘어날까? Q&A 11. ‘질량 = 에너지’의 핵반응 이외의 사례는? Q&A 12. 질량에서 에너지로 가장 효율적으로 변환되는 반응은? Q&A 13. 중력으로 빛이 휘어지는 현상을 실감할 수 있는 사례는? Q&A 14. 공간의 휘어짐이란 어떤 것인가? Q&A 15. 중력에 의한 시간의 느려짐과 특수 상대성 이론의 경우의 차이는? Q&A 16. 상대성 이론에서 말하는 시간의 느려짐을 알 수 있는 사례는? Q&A 17. ‘쌍둥이의 패러독스’란 무엇인가? ② Q&A 18. 우주의 팽창을 어떻게 상상하면 좋을까? * 독자 모니터의 ‘더 알고 싶다!’ Q&A 모음 |
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● 발간 전, 독자들의 점검을 두 차례나 거친‘독자 중심’의 책
일반 독자가 상대성 이론을 이해하기 어려운 이유는, 핵심 개념을 독자 눈높이의 글과 명쾌한 그림으로 설명하는 책을 만나기가 쉽지 않기 때문이라 해도 과언은 아닐 것이다. 이 책 '누구나 이해할 수 있는 상대성 이론'은 다양한 연령대의 독자들로 구성된 모니터로 하여금 책의 모든 내용을 발간 전에 검토하도록 했다. 그리하여 모니터가 이해하기 어렵거나 불충분하다고 지적한 부분을 철저히 수정함으로써, 책의 내용의 흐름을 따라가다 보면 핵심 원리가 저절로 머릿속에 정리되도록 구성했다. ● 핵심을 한눈에 보여 주는 정밀한 일러스트레이션 190여 컷 자신이 과학적 사실을 연구하는 것과, 그 내용을 남에게 설명하는 것은 전혀 다른 차원의 일이다. 일반 독자가 상대성 이론을 이해하는 데는 핵심 개념을 설명하는 그림의 역할이 절대적이다. '누구나 이해할 수 있는 상대성 이론'은 세계 최고 수준이라고 자부하는 정밀한 고급 일러스트레이션 190여 컷을 바탕으로 내용을 설명한다. 모든 일러스트레이션은 친절하고도 상세한 본문과 직접 연결되어,‘누구나’ 상대성 이론의 핵심을 이해할 수 있도록 도와 준다. ● 수식(數式)이 아닌, 원리를 눈으로 이해하도록 구성 상대성 이론은 발표될 당시, 그 내용을 완전히 이해한 사람은 손가락으로 꼽을 정도였다는 말이 나올 정도로 생소하고도 어려운 논문이었다. 그런 만큼 일반 독자가 상대성 이론을 이해하기 위해서는 복잡한 물리학 수식이 아니라, 핵심 개념을 그림으로 보고 이해하는 일이 중요하다. '누구나 이해할 수 있는 상대성 이론'에는 수식이 세 군데에서 단 아홉 줄 나올 뿐이다. 모든 글과 그림은 과학 잡지 Newton의 노하우를 바탕으로, 독자가 이해하기 쉽도록 정밀한 계산하에 배치되어 있다. ● 독자가 상대성 이론에 관해 궁금해 하는 23개 Q&A 수록! 과학적 원리를 설명하는 책은 모두 읽고 나면 더 궁금한 점이 생기게 마련이다. '누구나 이해할 수 있는 상대성 이론'은 독자의 사전 점검을 통해 많은 사람이 궁금해하거나 특히 어려워하는 내용 23개를 선정해, 학생과 교수의 ‘질문과 응답’형식으로 정리했다. 상대성 이론을 한층 더 깊이 있게 이해하는 데 중요한 역할을 한다. ● 과학 단행본의 새로운 이정표 ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’ 월간 과학 잡지 Newton은 모든 과학 분야의 최신 상황을 수준 높은 사진과 그림 자료로 구성해 발간하고 있다. 뉴턴의 다양한 기사 중에서도 특히 독자의 호응을 받았던 기사만을 단행본으로 재구성해, 매달 한 권씩 펴내는 것이 ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’이다. 개정판 '누구나 이해할 수 있는 상대성 이론'은 그 30번째 책이며, '양자론' '블랙홀 화이트홀' '주기율표' '뇌와 마음의 구조' '신비한 수학의 세계' 등 자매편들도 절찬리에 판매되고 있다. |
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뉴턴 이후 최대의 물리학 혁명, 상대성 이론
아인슈타인의 상대성 이론이란 무엇인가? 그 내용을 한마디로 표현하기는 어렵지만, 시간과 길이, 속도 등이 측정하는 사람의 입장에 따라 바뀐다는 사실을 밝힌 이론이라고 할 수 있다. 예를 들어 광속에 가까운 속도로 비행하는 우주선이 월면 기지 상공을 날아간다고 가정해 보자. 달 표면에 있는 사람이 우주선을 바라보면 우주선 속의 시간은 천천히 흐르고, 우주선의 길이는 줄어든다! 아인슈타인은 1905년에 ‘특수 상대성 이론’을 발표하고, 그 10여 년 후에는 ‘일반 상대성’ 이론으로 발전시켜 현대 물리학의 새로운 세계를 열었다. 상대성 이론은 발표되면서부터 전 세계인을 놀라게 했다. 그리고 당시에 상대성 이론을 이해한 과학자는 세계에서 12명뿐이라는 말이 나올 정도로 난해하다고 알려졌다. 그 뒤 일반인을 위한 상대성 이론 해설서도 무수히 나왔지만, 이론 자체의 난해함 등의 여러 가지 이유로 그 내용을 이해하기가 쉽지 않은 것도 사실이었다. 이 책은 상대성 이론의 핵심 내용과 배경 원리를 ‘누구나 이해할 수 있도록’ 설명하는 것을 목표로 하고 있다. 이미 2006년에 발간된 초판은 독자들로부터 ‘가장 알기 쉬운 상대성 이론 해설서’라는 평을 받은 바 있으며, 이번에 새로 발간된 개정 신판은 새로 모집한 독자 모니터의 제2차 검토 의견을 적극 반영해 더욱 완성도를 높였다. 이렇듯 ‘발간 전에 두 차례나 실시한 독자들의 내용 점검’과 함께, ‘핵심을 한눈에 보여 주는 190여 컷의 정밀한 일러스트레이션’ ‘수식(數式)이 아닌, 원리를 눈으로 이해하도록 한 치밀한 구성’ 그리고 ‘독자가 상대성 이론에 관해 궁금해 하는 점을 별도 해설한 23개의 Q&A’는 이 책만의 자랑이다. 책의 내용을 하나하나 읽어 나가다 보면, 상대성 이론의 전체 구조와 핵심이 머릿속에 차곡차곡 정리된다. 상대성 이론을 처음 접하는 독자나, 상대성 이론은 어렵다고 생각해 왔던 독자 모두에게 그 핵심을 완전히 이해하는 좋은 기회가 될 것이다. |