저자는 미국 생물물리학 학사학위, 그리고 석박은 천체물리학을 전공한 제프리 배네트라는 미국인입니다.
이 책은 그런 천체물리학 박사가 대중들에게 쉽게 아인슈타인의 상대성이론에 대해 이야기하는 책입니다.
요약해보면 상대성이론 Theory of Relativity이란 상대적인것에 관한 이론(시간과 공간의 상대성)
특수상대성(Special Relativity) 이론 : 빠르게 움직이는 사람의 시간은 느리게 간다.
일반상대성(General Relativity) 이론 : '가속'하는 사람의 시간이 느리게 간다
책을 읽다보면 쉬운 예시를 통해서 상대성이론에 대해 하나 하나 설명을 하기에 읽어내려가기는 어려움이 없지만
전반적인 이론을 이해하기는 쉽지 않았습니다.(예시들은 분명 이해되는데 조합이 안되어 전체는 이해가 안됨)
책의 목차를 보면서 이야기를 해보자면 내용 중간중간 떠오르는 부분에 대해 적어보려고 합니다.
1부: 시작(블랙홀 여행 )
2부: 특수상대성 이론(시간과 공간)
3부: 일반상대성 이론 (중력과 가속도)
4부: 상대성이 지니는 의미(블랙홀과 우주)
1) 블랙홀
이 책을 저술할 당시 블랙홀이 엄청 핫한 이슈였던것 같습니다. 책의 구성이 블랙홀로 시작하여, 끝맺을때에도 블랙홀로 끝나게 됩니다.
물론 블랙홀이라는 것이 주는 신비함과 우주스러운 흥미로움을 유발하긴하지만 오히려 초반부분에 너무 블랙홀에 집중해서 정신이 산만한 느낌이었습니다.
2) 상대성이론, 특수함과 일반성
상대성 이론이라는 단어 그 자체를 뜯어보게되면 상대성이론이란 Theory of Relativity, 즉 '상대적인것에 관한 이론'입니다.
그리고 그 서로 상대적인 것들의 대상은 '시간과 공간', 이 두가지가 상대적임을 말하는 이론입니다.
- 특수상대성(Special Relativity) 이론 : 시간과 공간
- 일반상대성(General Relativity) 이론 : 중력과 가속도
처음 책구성을 보았을때 왜 일반상대성 이론이 먼저 나오지 않고 특수상대성 이론이 먼저 배치되어있을까 궁금했었는데, 아인슈타인 논물 발표 당시 특수상대성이론 1905년이 먼저고 일반상대성이론은 10년뒤인 1915에 발표되었습니다.
즉, 특수상대성이론은 등속도라는 '특수한 상태'에서의 상대성 이론,
일반상대성 이론은 특수상대성 이론과 모순되는 현상(쌍둥이의 역설 같은)마저
설명 할 수 있는 이론으로 특수상대성이론이 더 확장된 이론으로
두 이론의 차이는 일반성이론은 '가속'이라는 개념이 추가되어있다는 점입니다.
3) 일반상대성 이론, 가속과 중력(등가원리)
상대성이론은 결국 시간과 공간은 모두에게 항상 동일한것이 아니며
속도가 빠른 사람의 시간이 느리게 가게 되는 상대적인 시공간에대한 이야기를 하고 있습니다.
일반상대성은 이러한 '가속'이 결국 중력과 동일하다는 이야기도 하고 있습니다. (등가원리, Equibalence Principle)
이에 따르면 중력이 큰 곳은 가속도가 큰 것과 동일하여 상대적으로 시간이 느리게 가고(중력이 낮은곳 보다)
중력이 극단적으로 큰 블랙홀은 시간도 극단적으로 느려져 (외부에서 관찰하면)멈춘것 처럼 보일것
저자는 이렇게 상대성이론을 설명하며 다시 블랙홀 이야기로 돌아가게 됩니다.
4) 상대성이론과 타임머신
4번부터는 책에는 전혀 나오지 않는 상상이 더해진 감상후기인데...
어릴때에는 단순하게 생각했을때 모두에게 시간과 공간이 상대적이라면 혹시나 시간을 역행할 수 있지 않을까 하며 백투터퓨쳐처럼 엄청 빠른속도라면 타임머신도 가능할 수 있지않을까 생각해봤었는데 아무리 상대적인 시간의 흐름이라도 시간 흐름의 방향을 바꿀수는 없다는것도 알 수 있었습니다.
특수상대성이론에 따라 극단적으로 빠른 속도로 이동하게되면 미래의 지구로 가는것이나 일반상대성이론의 등가우너리에 따라 엄청 큰 중력장에 다녀와서 미래의 지구로 가는것은 가능하지만 돌아오는게 불가능하니
이는 시간 여행이라기 보다는 그저 나의 시간보다 상대적으로 지구의 시간을 엄청 빠르게 흘려보내는 것 일뿐이라는 것입니다.
5) 우주 탈출속도
두번째 헛소리는 우주 탈출속도입니다. 우리가 지구의 중력을 벗어날 수 있는 속도인 지구탈출 속도는 운동 에너지가 중력의 위치에너지와 같아질 때입니다.
우리가 지구에서 중력을 받고있다 라고 느낄만한 상황은 거의 없는것처럼, 만약 우리가 무중력이라고 느끼는 우주에도 무엇인가 있고, 그런것들이 우주전체를 끌어당겨 우주라는 실체를 구성하는것이라면 지구탈출속도를 초과하여 지구의 중력을 벗어나는 것처럼 우주의 영향에서 벗어나는(우주를 넘어서는) 방법도 있지않을까 싶은데
혹시나 우리 우주에서 불가능하다고 설명하고 있는 '빛 보다 빠르게 이동하는것'이 가능해지면 완전히 새로운곳으로 갈 수 있지 않을까 하는 막연한 생각이 들었습니다. 그리고 이 새로운 세계를 접하게되면 시간여행이나 우주여행은 우스울 정도로 아무것도 아닌것 처럼 보이게 되는날도 오지 않을가 하는 생각이 들었습니다.
끝으로 쉽게 설명한 상대성이론이라고 하기에 약간은 인문학적인 파트가 조금이라도 있을줄 알았는데 전혀 없어서 꽤나 어렵게 읽었습니다.
그리고 개인적인 감상평을 남기기에는 상대성이론을 포함하여 물리에 대해 아는게 너무 없어서 말도 안되는 말을 인터넷에 싸질러둔것은 아닌가 걱정도 됩니다만 그래도 어렵게 읽은것이니 블로그 한켠에 기록으로 남겨둡니다.
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