● 에너지, 질량, 광속의 개념과 E=mc2이 나오기까지의 과정
물리학에서 말하는 에너지란 ‘무엇인가를 움직이는 능력’을 가리키며, 질량은 ‘사물을 움직이기 어려운 정도’를 나타내는 양이다. 또 빛의 속도인 ‘광속’은 어떤 점이 특별할까? 이 책에서는 먼저 E=mc2이라는 관계식에 나오는 ‘에너지’와 ‘질량’ ‘광속’의 개념을 정리해 둔다.
한편 아인슈타인은 E=mc2이라는 놀라운 결과를 ‘특수 상대성 이론’으로부터 유도해 냈다. 아인슈타인은 그 이론에서 어떻게 E=mc2을 유도했을까? 현대 과학의 상징이라고도 할 만한 이 관계식이 태어난 물리적 배경은 물론 그 관계식의 유도 과정까지도 상세하게 소개한다.

● 원자핵을 조작해 질량을 에너지로 바꾸는 핵분열과 핵융합의 구조
E=mc2이 적용되는 극적인 사례 중의 하나가 ‘핵분열’과 ‘핵융합’일 것이다. ‘핵분열’은 원자의 중심에 있는 원자핵이 부서지는 현상이고, ‘핵융합’은 원자핵끼리 부딪쳐 하나의 원자핵으로 융합하는 현상이다. 핵분열이나 핵융합에서는 반응 전보다 후에 전체 질량이 줄어드는 경우가 있다. 그 줄어든 만큼의 질량은 막대한 에너지로 바뀐다. 핵분열과 핵융합의 메커니즘을 상세히 설명한다.

● 물질의 근원인 소립자, 그리고 힘과 E=mc2의 관계
물질을 분자, 원자까지 쪼개 나가면 결국은 양성자와 중성자, 그리고 전자로 나누어진다. 그리고 양성자와 중성자 속에는 쿼크가 들어 있다. 그러면 이러한 물질은 과연 어디에서 왔을까? E=mc2은 ‘에너지로부터 물질을 만들어 낸다.’는 것도 의미한다. 탄생 무렵의 우주를 채우고 있던 에너지가 질량으로 바뀌어 물질이 되었다는 것이다. 물질의 기원과 그 정체를 알아본다.

● 우주를 가득 채우고 있는 암흑 에너지와 암흑 물질
최신 우주론에 따르면, 우주의 성분 대부분을 차지하는 것은 눈에 보이지 않는 정체불명의 ‘암흑 물질’과 ‘암흑 에너지’라고 한다. 우리가 알고 있는 보통 물질은 얼마 되지 않는다. 암흑 물질과 암흑 에너지는 확인되지는 않았지만, 그것 없이는 현재 관측되는 우주의 팽창 등을 설명할 수 없다. 우주 최대의 수수께끼라고도 불리는 암흑 물질과 암흑 에너지란 무엇인지를 명쾌하게 해설한다.

● 매월 한 권씩 발간되는 ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’
이 책은 과학 잡지 『Newton』의 기사 중에서도 독자의 호평을 받은 기사만을 골라서 보완, 재정리해 펴낸 ‘Newton 하이라이트 시리즈’의 57번 째 단행본이다. 과학 도서의 새로운 기준을 제시한다고도 할 수 있는 독특한 구성 방식은 이 시리즈만의 자랑이다. 『상대성 이론』 『인체-21세기 해부학』 『주기율표』 『DNA』 『신비한 수학의 세계』 등, 물리학·화학·생물학·지구과학·수학 분양의 다양한 자매편들이 절찬리에 판매되고 있다.