멋진 물리학 이야기

멋진 물리학 이야기 ㅣ 멋진 이야기
세라 허턴 지음, 데이미언 웨그힐 그림, 김아림 옮김 / 그린북 / 2018년 1월

학창시절 이과를 선택했던 나에게 물리, 화학, 생물, 지구과학은 입시에 어떤 과목을 선택할지 고민스럽게 했지요. 결국 여자에게 더 친숙한 화학, 생물을 선택했고 그 이유엔 물리는 참 어려운 과목이라는 편견 때문이었어요. 지금도 물리라는 학문은 일반인 주부인 나에게는 아무런 관계가 없는 학문이고 어렵기만한 학문으로 생각되는건 변함이 없네요. 마침 멋진 이야기 시리즈를 통해 천문학과 수학을 접한 나에게 멋진 물리학 이야기를 통해 아이와 함께 물리학의 재미를 발견하고 우리 일상생활 속에 깊숙히 자리잡고 있는 물리를 재발견하고 어렵기만 한 학문이라는 편견을 없애는 시간을 가질 수 있어서 너무 뜻깊은 시간이었어요. 

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책장을 넘기니 51개의 멋진 물리학 이야기가 들어있네요. 재미있는 물리 이야기와 상식, 유명한 물리학자들의 이야기, 직접 아이와 함께 해보는 실험까지 다양한 이야기가 들어있어요.

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물리학 분야의 시작은 오랫동안 인류의 세계관을 혼동시켰던 아리스타르코스의 천동설이 제시된 기원전 3세기부터 시작하여 몇몇 획기적인 사건들을 거쳐 2016년 LIGO 연구팀이 블랙홀 병합을 통해 중력파를 발견하는 오늘날까지 이르렀어요. 이런 사건들을 통해 물리학은 더욱 발전하고 오늘날 우리가 사는 세상은 더 편리해졌지요.

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기존의 과학 개념에 획기적인 생각의 전환을 가져온 아이작 뉴턴, 뉴턴의 운동의 법칙에 반한 상대성 이론을 제시한 알베르트 아인슈타인, 입자 물리학에 대한 새로운 사고방식을 발전시킨 리처드 파인먼, 자신의 몸을 망가뜨리면서 방사능에 대한 획기적인 연구로 여성 최초 노벨상을 수상한 마리 퀴리, 방사능의 메커니즘에 대한 연구로 핵분열 과정을 설명하는 데 도움을 준 리제 마이트너, 오늘날 천문학 분야를 이끄는 여성 과학자인 조슬린 벨 버넬까지 유명한 물리학자들에 의해 변화하고 발전된 물리학은 화학이나 수학과 함께 과학의 일부로 분류되었던 과거와 달리 미스터리한 전파, 블랙홀, 아주 작은 입자, 아직 정체를 알 수 없는 암흑 물질 등을 비롯한 우주의 풀리지 않는 비밀을 해결하는 학문으로 우뚝 서 있습니다.

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책 속에는 말랑거리는 전기 회로, 방 안에서 구름 만들기, 물병 속에 소용돌이 만들기, 누가 누가 먼저 녹을까?, 저절로 우그러지는 병, 바늘구멍 사진기 만들기, 빛의 속도 측정하기, 데카르트의 잠수 인형, 집에서 아이스크림 만들기, 성냥개비 로켓 등 직접 체험해 볼 수 있는 실험을 통해 물리학의 원리를 알고 환상적인 물리의 세계로 우리를 이끌어줍니다.

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아르키메데스가 외친 유레카에 대해 모두들 잘 알고 있을거에요. 왕관에 금 대신 은이 들어갔다는 사실을 왕관을 망가뜨리지 않고 알아내라는 국왕의 지시에 목욕중 욕조에 물이 넘치는 것을 보고 흘러넘친 물의 양이 욕조에 잠긴 자기 몸의 양과 같다는 사실을 알아채고 유레카를 외친 아르키메데스의 이야기를 통해 실험을 통해 기발한 아이디어를 떠올리는 물리학의 묘미를 발견하게 되었네요.

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일본 원전사고로 우리 아이들에게 방사능에 대한 관심은 높을거에요. 19세기 후반의 과학자들은 특정 동위 원소에 대해 아주 뜻밖의 사실을 발견했는데 시간이 지나면 이 동위 원소에 속하는 원자들이 입자와 방사선을 방출한다는 것이었어요. 이 현상은 방사선 붕괴로 알파, 베타, 감마 붕괴 세 가지 유형이 있어요. 비록 방사성 붕괴의 여러 유형은 각자 다른 방식으로 위험하지만 사람에게 쓸모 있는 경우가 꽤 많아 지금까지 과학자들이 물리학과 화학, 생물학 분야에서 방사능 연구로 12번이나 노벨상을 받은것을 보면 안전성과 함께 그 효용성을 찾는 두가지 노력이 모두 반드시 필요하다는 생각이 듭니다. 현재 과학자들은 방사능을 통해 에너지와 물질이 어떻게 상호작용을 거쳐 우주의 모든 것을 일궈냈는지를 연구하고 있다는군요.  

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스코틀랜드의 위대한 과학자 로버트 브라운의 이름을 딴 브라운 운동은 많은 사람들에게 꽤 익숙한 현상이고 브라운 운동의 발견은 과학의 역사에서 우연히 벌어진 여러 사건 가운데 하나로 이 발견은 획기적인 여러 이론으로 이어졌어요. 식물학자인 브라운은 현미경으로 꽃가루가 물속에 둥둥 떠 있는 모습을 관찰하다 꽃가루가 진동하듯 떨린다는 사실을 발견했어요. 당시에는 제대로 이해하지 못했지만 이 운동은 원자와 분자에 대한 추측으로 이어졌어요. 나중에야 아주 작은 물 분자들이 꽃가루와 부딪치면서 꽃가루를 움직이게 한다는 사실이 알려졌어요.

책 뒷편엔 아직 물리학에 정식으로 입문하지 않은 우리 아이들을 위해 물리학에 쓰이는 주요 낱말에 대한 용어 정리가 되어있네요. 책을 읽다 모르는 용어가 나오면 이곳을 찾아보면 되겠어요.

물리학이라는 단어를 듣는 순간 나와는 관계없는 학문이며 우리 일상생활속 아무 필요없는 학문으로 여긴 엄마와 우리 아이들에게 물리학이 우리 일상생활 곳곳에 숨어 있으며 재미있고 흥미로운 학문이라는 것을 알 수 있는 시간이었어요. 재미있는 이야기와 상식, 인물 이야기, 실험을 통해 물리학의 새로운 면을 발견하고 우주의 비밀을 푸는데 중요한 물리학의 비젼 또한 이야기 해 보는 시간이었어요.