과학이 뭐예요?
과학은 뭘까? 막연히 뭔가 떠오르긴 하는데 그게 뭔지 설명하라면 좀 어렵지? 하지만 걱정할 필요 없어. 생각보다 간단하거든.
우선 과학자들이 무엇을 해왔는지를 생각해 봐. 뉴턴은 만유인력을 발견했고, 아인슈타인은 상대성 이론을 발견했지. 이렇게 과학자들은 뭔가를 발견해 낸 사람들이야. 이때 과학자들이 무엇을 발견해 내는 그 과정이 바로 과학이지. 물론 과학자들만 과학을 하는 건 아니야. 우리가 지금 과학적인 방법으로 무언가를 발견하기 위한 노력을 하고 있다면, 그건 바로 과학을 하고 있는 거야. 그 발견이 모든 사람들이 감탄할 정도로 중요한 것이 아니라 해도 말이야. --- 「기초 과학관」 중에서

산들바람이 다리를 무너뜨릴 수 있다고요?
타코마 해협에 있던 이 다리의 이름은 타코마 다리야. 놀라운 건 이 다리를 무너뜨린 바람은 태풍처럼 센 바람이 아니라는 거야. 평소에 불던 정도의 세기로, 사람의 머리카락이 가볍게 흩날릴 정도였지. 풍속으로 나타내면 초속 19m(19m/s)의 바람이었어.
가벼운 바람에 다리가 무너지다니, 혹시 오래되어 낡았거나 부실 공사를 한 게 아닐까? 이런 의심을 충분히 할만 해. 그런데 원인은 그게 아니었어. 이 다리는 당시 지은 지 4개월밖에 안 되었고, 초속 53m의 바람에도 견딜 수 있도록 매우 튼튼하게 지어졌거든. 그럼 도대체 왜 무너졌을까?
비밀은 바로 진동수에 있어. 진동수를 설명하기 위해 먼저 진동, 즉 진동 운동부터 설명해야겠네! 진동 운동은 그네를 탈 때 그네가 계속 왔다갔다하는 것 또는 추시계의 추가 계속 왔다갔다하는 것과 같은 움직임을 말해. 즉 한 점을 중심으로 반복해서 왔다갔다하는 움직임이 바로 진동 운동이지. 그리고 ‘진동수’는 1초 또는 1분에 진동 운동을 몇 번 했는지 나타내는 거야. 예를 들어 1분에 시계추가 왕복하는 운동을 60번 한다면 이 추의 진동수는 60(60/분)이야. --- 「힘 체험관」 중에서

원소들의 순서는 어떻게 매겨졌나요?
이렇게 원소들을 순서대로 늘어놓을 생각을 누가 했는지 궁금하지 않아? 그 사람은 바로 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프야. 그는 1869년에 주기율표를 처음 생각해 냈는데, 이 때문에 학교에서 화학을 공부하며 주기율표와 씨름하는 많은 학생들이 그를 원망하기도 해. 하지만 멘델레예프가 주기율표까지 생각해 내게 된 건 학생들에게 화학을 어떻게 하면 쉽게 가르칠까 하는 고민 때문이었어.
믿을 수 없다고? 아냐, 사실이야. 그는 러시아의 상트페테르부르크대학에서 화학 교수로 있었어. 그래서 수업 시간에 학생들에게 여러 가지 원소들에 대해 설명해야 했지. 그때는 돌턴이 원자설을 내놓은 지 60년이나 지났고, 아보가드로의 33가지 원소에 이어 원소가 아닌 것들은 빼고 새로운 원소가 더 추가되면서 총 63개 정도의 원소가 알려져 있을 무렵이었거든. 그는 이처럼 많은 원소들을 어떤 순서로 학생들에게 설명해야 할지 난감했어. 그래서 원소들을 늘어놓기 시작한 거야. --- 「물질 탐구관」 중에서

어느 시대에 어던 생물이 살았는지 어떻게 알 수 있어요?
각 지질시대의 연대는 어떻게 추정해 냈을까? 그건 해당 암석에 들어 있는 방사성 원소를 이용한단다. 방사성 원소는 핵분열 등을 통해 방사선을 내면서 보다 더 안정한 원소로 붕괴하는 성질이 있거든. 그래서 시간이 지남에 따라 방사성 원소의 양은 점점 줄어들게 된단다. 이때 방사성 원소의 양이 딱 절반으로 줄어드는 기간을 반감기라고 하지.
그런데 반감기는 방사성 원소마다 달라. 예를 들어 방사성 원소인 우라늄 238(238U)의 반감기는 약 45억 년이고, 퀴리 부인이 발견한 방사성 원소인 라듐 226(226Ra)의 반감기는 1,602년이지. 바로 이 방사성 원소의 반감기를 이용해 지층이 형성된 연대, 즉 지층의 나이를 측정할 수 있어. --- 「생명의 신비관」 중에서

바닷물은 왜 밀려갔다 밀려오죠?
밀물과 썰물은 왜 일어나는 걸까? 그건 달과 태양이 지구 표면의 바닷물을 끌어당기기 때문이야. 뉴턴이 모든 사물 사이에는 서로를 끌어당기는 힘인 만유인력이 있다고 했잖아. 즉 달과 지구의 바닷물, 태양과 지구의 바닷물 사이에 인력이 작용하고 있다는 거지. 이때 인력은 가까운 곳에 있을 때는 세고, 멀리 있을 때는 약하겠지? 예를 들어 달에 가까운 쪽의 바닷물은 달 쪽 방향으로 부풀어 올라. 반대로 달에서 가장 먼 쪽은 그 반대 방향으로 부풀어 오르지.
그런데 지구는 자전을 하잖아. 그래서 하루 중 지구의 한 지점은 달 쪽에 가까워졌다 멀어졌다 하는데, 그 때문에 바닷물은 하루에 두 번씩 주기적으로 밀려갔다 밀려오는 ‘조석’ 현상이 일어나. 이때 밀려가는 것은 썰물, 밀려오는 것은 밀물이지. 그리고 하루 중 바닷물의 높이가 가장 높을 때를 만조, 가장 낮을 때를 간조라고 하고, 둘의 높이 차이를 간만의 차 또는 조차라고 불러. --- 「살아있는 지구관」 중에서

우주에 시작이 있을까요?
우주는 처음부터 그냥 있었을까? 아니면 어느 시점에 뿅 하고 새로 생겨났을까? 과연 우주에 시작과 끝이 있을까? 이런 의문을 한번쯤 품어 본 적이 있을 거야.
사람들은 오랫동안 우주는 변하지 않고 그대로 있어왔다고 믿었어. 물론 태양계 밖에 더 큰 우주가 있음을 안 것도 그리 오래되지 않았지만, 더 큰 우주를 발견한 후에도 사람들은 이 거대한 우주가 시작도 없고 끝도 없이 영원하다고 생각했지. 그리고 우주가 지금과 같은 상태로 변함없이 앞으로도 영원히 존재할 거라고 생각했어. 심지어 위대한 과학자 아인슈타인도 그렇게 믿었지.
하지만 이런 생각은 한 과학자의 관찰을 통해 조금씩 바뀌기 시작해. 그 과학자의 이름은 바로 에드윈 허블이야. 1920년대 초 허블은 미국 캘리포니아의 윌슨 산 천문대에서 세계에서 가장 큰 망원경을 들여다보고 있었어. 이 망원경은 지름이 2.5m나 되는 후커 망원경이었지.