상대성이론과 만나는 과학교과서 - 블랙홀의 비밀

상대성 이론과 만나는 과학교과서 ㅣ 상상력을 깨우는 초등 과.수.원 4
과학노리 글, 전국초등과학교과연구모임 감수 / 사이언스주니어 / 2015년 1월

과학하면 떠오르는 인물인 아인슈타인이 표지에 등장하는 과학책이다.

부제는 바로 '블랙홀의 비밀'이다.

블랙홀은 존재한다고는 알고 있지만, 왠지 환상같은 이름이다.

실제인지 아닌지 왠지 공상과학 소설에나 나올법한 소재이다.

이 책에서는 블랙홀에 관해 알려진 사실들을 차근차근 살펴보면서 블랙홀은 무엇인지에 대해서 잘 알려준다.

하지만 블랙홀은 간단하게 바로 밝힐 수 있는 존재가 아니었다.

블랙홀에 가기 위해서는 거쳐가야 할 인물들이 무척이나 많았다.

우주에서 가장 어두운 곳이고 빛조차 빠져나갈 수 없는 끝없이 깊은 곳이라는 블랙홀을 찾기 위해서는 넓은 우주로 나가야만 한다.

우주의 시작은 큰 폭발인 '빅뱅'부터 시작한다.

엄청나게 큰 별이 초신성이 되어 폭발하였고 우주로 흩어진 먼지들이 다시 결합하여 형성된 덩어리가 커진 것이 바로 태양이라고 책은 정의한다.

이런 과정에서 참 여러 가지 별들이 등장한다.

초신성, 중성자별, 적색거성, 백색왜성, 그리고 블랙홀.

책에는 각 별을 이루는 에너지에 대해서 자세하게 설명해준다.

별의 크기의 차이, 밀도의 차이, 압력에 의한 결합......

이렇게 기본적인 우주에 대한 상식을 알고 나면 이제 고대의 천문학자들부터 시작해서 블랙홀에 관심을 갖게 된 배경들을 설명해준다.

블랙홀의 존재를 처음 이해하게 된 것은 아인슈타인의 일반상대성이론때문이라고 한다.

이것은 중력과 관련이 있고 중력하면 뉴턴이고, 이렇게 거슬러 올라가다 보면 결국 우주에 관한 천문학은 천체의 움직임에 기초해 자연의 변화를 예측했떤 점성술과 통한다는 시점에 이른다.

지구가 우주의 중심이라는 주장을 편 아리스토텔레스와 프톨레마이우스, 태양이 중심이라는 주장을 한 코페르니쿠스, 케플러, 최초의 망원경을 통해 이 생각이 옳다는 것을 증명한 갈릴레이.

여기서 갈릴레이가 종교재판을 받은 것이 지동설을 주장했기 때문이라고 알고 있었는데, 그 이유가 아니라 교회와 무관하게 연구를 했다는 이유였다는 새로운 사실을 알게 되었다.

태양 주위를 돌고 있는 행성들이 떨어지지 않는 이유는 바로 중력때문이라는 것을 밝혀낸 뉴턴.

이제 아인슈타인의 상대성이론에 이르면 좀 더 복잡해진다.

시공간이 휘어지고 중력을 일으키고, 이런 이론 속에서 블랙홀의 존재를 발견한 실트.

은하의 충돌이 나오고 블랙홀이 어떻게 생성되는지, 어떤 성질이 있는지도 책을 보면 잘 알 수 있다.

물론 좀 어렵고 까다로운 이론들이 나오는 부분도 있지만, 대체적으로 어려운 과학이론을 이해하기 쉽도록 써놓았다는 생각이다.

그럼에도 블랙홀은 여전히 낯선 존재인 듯 싶다.

아마 가까이에서 살펴 볼 일이 없어서인지도 모르겠다.

물론 가까이에 있다면 그 또한 문제겠지만 말이다.