상대성 이론이란 무엇인가 - 세상에서 가장 쉬운 물리학 특강 -

블랙홀 관측 성공으로 104년 만에 '일반 상대성 이론'이 입증되다!

2019년 4월 10일, 아침부터 실시간 검색어에 ‘블랙홀’이 올라와 밤늦게까지 사라지지 않았다. 이날 밤에 세계 최초로 블랙홀의 모습이 공개된다는 뉴스 때문이었다.

오후 10시, 드디어 블랙홀의 증거와 모습이 사진으로 공개되었다. 블랙홀의 강한 중력으로 왜곡된 주변 천체의 빛이 블랙홀을 붉게 휘감고 있는 사진이 포털 사이트의 1면을 장식했다. 촬영된 블랙홀은 거대은하 M87의 중심부에 있는 블랙홀로 지구로부터 5500만 광년 떨어져 있으며 무게는 태양 질량의 65억 배에 달한다고 한다. 예전부터 말로만 듣고 상상도로만 보았던 블랙홀의 진짜 모습을 드디어 볼 수 있게 된 것이다.

104년 전, 블랙홀을 관측할 수 없을 뿐만 아니라 블랙홀의 존재조차 확실하지 않을 시절, 아인슈타인은 중력에 의해서 시공간이 휜다는 일반 상대성 이론을 발표하였다. 그리고 104년 만에 그의 이론이 완벽하게 맞았음이 입증되었다.

아인슈타인이 옳았다!

복잡한 수식과 공식 없이 쉽고 재미있게 만나는 상대성 이론!

수포자(수학을 포기한 사람) 혹은 과포자(과학을 포기한 사람)라서 ‘상대성 이론’이라는 단어에 지레 겁먹고 책을 멀리하고 싶어진다면 그러지 않기를 바란다. 『상대성 이론이란 무엇인가』는 ‘쉽게’ 썼다며 온갖 수식과 공식이 꽉꽉 들어차 있는 다른 과학 이론서들과 다르다. 정말로 쉽게 쓰여진 이 책에는 수식도 공식도 없으며(소수의 수학을 포기하지 않은 독자들을 위해 아주 가끔 등장하긴 하지만, 빼고 읽어도 내용을 이해하는 데는 아무 문제가 없다) 내용이 조금이라도 어려워진다 싶으면 친절하게 그림을 등장시켜 우주로 탈출하려 하는 우리의 영혼을 블랙홀이 빛을 잡아당기듯 단단히 붙잡아준다.

‘시간과 공간은 하나이며 시공간은 중력에 의해 휘어진다’는 영 이해 못할 일반 상대성 이론의 개념도, 세상에서 가장 유명한 공식 E=MC²이 나오는 특수 상대성 이론도 『상대성 이론이란 무엇인가』를 읽으면 완벽하게 이해할 수 있다. 특히 특수 상대성 이론은
1. 자연의 법칙은 누구에게나 똑같다.
2. 빛의 속도도 누구에게나 똑같다.
이 두 가지 원칙만 받아들이면 아주 쉽게 이해할 수 있다.
이 책은 관측 성공으로 다시 주목 받고 있는 블랙홀을 두고 우리가 만약 블랙홀을 여행한다면 어떨지를 화두로 던지며 이야기를 풀어나간다. 사람들 대부분은 태양이 갑자기 블랙홀이 되면 그 블랙홀이 순식간에 지구와 태양계의 다른 행성들을 빨아들여 없애버릴 것이라고 생각한다. 하지만 『상대성 이론이란 무엇인가』의 저자이자 천체물리학자인 제프리 베네트는 ‘블랙홀은 빨아들이지 않는다’고 말한다. 태양이 블랙홀이 되어도 지구는 여전히 그 블랙홀을 중심으로 공전한다는 것이다. 강력한 중력 때문에 빛조차 블랙홀에서 빠져나올 수 없다는데 어째서 지구가 무사한 걸까?

『상대성 이론이란 무엇인가』를 읽어 보면 그 이유를 알 수 있다. 궁금하지 않은가?

지은이 : 제프리 베네트
미국물리학회가 수여하는 과학커뮤니케이션상의 2013년 수상자로 캘리포니아대학교 샌디에이고 캠퍼스에서 생물물리학 학사학위를 받고 볼더 소재 콜로라도대학교에서 천체물리학 석사 및 박사 학위를 받았다. 그는 천문학, 천체생물학, 수학, 통계학의 베스트셀러 교재를 쓰는 주요 저자이며 일반 대중과 어린이들을 위해 많은 책을 쓰고 상을 받았다.

옮긴이 : 이유경
부산대학교 영어영문학과를 졸업하고 시사영어사 학습자료부와 번역회사에서 근무했다. 옮긴 책으로는 『50년간의 세계일주』, 『두뇌와의 대화』, 『여자 경제독립 백서』, 『브로커, 업자, 변호사 그리고 스파이』, 『내 몸이 새로 태어나는 시간 휴식』, 『황금법칙』, 『아프지 않은 마음이 어디 있으랴』, 『돈의 대폭락』, 『감정의 자유』, 『울트라라이트 스타트업』, 『위대한 탐정 셜록 홈즈』, 『피벗하라』, 『왕좌의 게임으로 배우는 비즈니스』 등이 있다.

프롤로그

Ⅰ: 시작
1. 블랙홀 여행

Ⅱ: 아인슈타인의 특수 상대성 이론
2. 달리는 빛
3. 시간과 공간을 다시 정의하다
4. 새로운 상식

Ⅲ: 아인슈타인의 일반 상대성 이론
5. 뉴턴의 불합리성
6. 중력을 다시 정의하다

Ⅳ: 상대성이 지니는 의미
7. 블랙홀
8. 팽창하는 우주

 에필로그: 당신이 우주에 남긴 흔적

 감사의 말