아인슈타인과 논쟁을 벌여봅시다

아인슈타인과 논쟁을 벌여봅시다 - 12명의 천재 물리학자가 들려주는 물리학 이야기
후위에하이 지음, 이지수 옮김, 천년수 감수 / 미디어숲 / 2024년 10월

고대 그리스의 과학자 데모크리토스는 원자론에서 '원자는 물질을 구성하는 기본 요소고 더 이상 분할할 수 없는 실체'라고 말했다. 그 이후 사람들은 원자론의 관점을 바탕으로 원자는 더 이상 분할될 수 없으며, 물질이 서로 다른 이유는 원자의 벼열과 조합이 다르기 때문이라고 믿었다. (-25-)

2905년 아인슈타인은 <움직인 물체의 전기역학에 관하여>라는 글에서 광속 불변의 원리를 제시했다. 이 원리는 나중에 특수 상대성 이론을 뒷받침 하는 전제로 사용되었다.

'빛은 진공에서 C라는 정확한 광속으로 전파되며,이 속도는 발사체의 운동 상태와 무관하다.' (-96-)

1946년 소련의 물리학자 레프 란다우는 팽창된 우주의 양자 요동이 중력에 의해 더욱 커지는 현상에 대해 연구했고,처음에는 미미했던 요동이 나중에는 큰 영향을 미친다는 사실을 증명했다. (-141-)

중성미자는 1930년 볼프강 파우리가 제시한 개념이다.이 입자는 굉장히 가볍고 ,질량이 대략 전자의 백만분의 일밖에 되지 않는다. 중성미자는 투과성이 굉장히 강해서 아무에게도 발견되지 않고 지구를 가볍게 관통할 수 있다. 중성미자는 전하, 색전하를 띠지 않고, 기본적으로 자연계의 그 어떤 상호작용에도 참여하지 않는 '투명인간' 같은 존재다. (-237-)

영국의 물리학자인 힉스는 1960년대에 질량의 발새에 큰 관심을 갖고 있었다. 우주 대폭발 직후에 입자들은 질량을 갖고 있지 않았다. 그러다 1초가 채 안 되는 시간 동안 모두 질량을 갖게 되었는데, 힉스는 과연 어떤 힘이 입자들에 질량을 부여한 것인지 늘 궁금했다. 힉스는 자신이 구성한 이론 모형을 발표했는데, 이것이 바로 훗날 힉스 메커니즘이라고 불리는 이론이다. (-322-)

1921년 아인슈타인은 노벨 물리학상을 수상하게 된다.그는 빛의 본질을 이해했으며, 물리학적으로 검증하였다.광전효과(광양자설을 통한 광전효과의 설영) 로 노벨 수상자가 되었다.아인슈타인 이전에, 빛은 입자론을 주장하는 물리학자와 파동론을 주장하는 물리학자가 팽팽하게 맞서왔다.하지만 아인슈타인은 빛은 입자와 파도의 종합적인 결합체라고 설명하였으며, 그것이 입증되었다.빛이 파동을 가지고 있어서, 장애물을 가뿐히 넘어갈 수 있었다. 즉 우리가 인터넷과 모바일 정보통신이 가능한 이유는 빛의 파동에 있다. 

아인슈타인과 논쟁을 하면, 물리학적인 진보를 구축할 수 있다. 양자 이론이 바로 그런 예이다. 보어와 아인슈타인의 논쟁은 익히 알려진 바 있다. 책에는 태양계를 1광년 이상으로 보고 있다.우리가 통상적으로 태양계의 끝을 명왕성으로 보고 있지만, 현실은 그렇지 않았다.명왕성 너머에 명왕성보다 더 큰 행성을 여러개 발견했기 때문이다. 이 과정에서, 중력파에 대해서, 물리학적 이론이 진행되었다.실제로 블랙홀을 관찰하여, 블랙홀에서,나오는 빛이 중력파라는 확인하였고,2017년 LIGO를 통한 중력파가 존재한다는 것을 실험적으로 입증 한 세 명의 물리학자는 노벨물리학상을 수상하였다.

아인슈타인의 여러 업적 주에서, 빛에 대한 이해는 놓칠 수 없다. 원자에 대해서, 그 특징을 이해하였고,중력을 포함한 네가지 힘과 에너지가 전 우주에 영향을 미친다는 걸 알 수 있었다. 이러한 물리학적인 지식은 태양의 본질을 알 수 있었고,은하계의 형성 뿐만 아니러,최초의 우주에 대해 알게 된 큰 계기가 되었다.