질량을 가진 ‘모든’ 물체는 중력이라는 힘으로 서로 끌어당긴다. 그래서 중력을 만유인력萬有引力이라고도 부른다. 사과가 (지구의) 바닥으로 떨어지는 것은 지구와 사과 사이에 중력이 작용하기 때문이다. - <떨림과 울림> 중에서
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낙하에 대한 단순하고 아름답고 심오한 설명이다. 모든 물체는 서로 끌어당긴다. 따라서 서로가 서로에게 낙하한다. 지구는 태양으로 낙하하고 있지만 태양에 닿지 않는다. 인공위성은 지구로 낙하하고 있지만 바닥에 닿지 않는다. 태양은 우리은하 중심의 블랙홀을 향해 낙하하고 있지만 블랙홀에 닿지 않는다. 뉴턴은 이 모든 사실을 수학적으로 증명하였다. 그 과정에서 F=ma라는 운동법칙을 정립했음은 물론, 이 식을 풀기 위해 미적분이라는 수학마저 만들어냈다. - <떨림과 울림> 중에서
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운동법칙의 질량과 중력의 질량은 완전히 똑같다. 그래서 중력을 받으며 운동하는 물체를 기술할 때, 두 개의 질량이 상쇄되어 운동방정식에서 사라진다. 지구상의 물체가 모두 같은 속도로 낙하하는 이유다. - <떨림과 울림> 중에서
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질량이 있으면 주변에 중력장이 존재한다. 마치 거미가 있으면 주위에 거미줄이 있는 것과 같다. 달은 지구를 직접 느끼는 것이 아니라 지구가 만든 중력장을 느낀다. 질량이 움직이면 중력에 변화가 생기며 이 변화는 중력장의 진동으로 전달될 것이다. - <떨림과 울림> 중에서
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뉴턴의 운동법칙 F =ma에는 세 개의 알파벳이 등장한다. 힘(F ), 질량(m), 가속도(a)다. 뉴턴에 따르면 이 수식은 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 해석된다. 물체에 힘(F )을 가하면 가속(a)된다. 속도가 바뀐다는 의미다. 같은 힘에 대해 질량(m)이 클수록 가속은 작다. 문제는 왜 질량이 여기 있냐는 것이다. - <떨림과 울림> 중에서
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가속되는 사람은 (존재하지도 않는) 힘을 느낀다. 뉴턴의 운동법칙 F =ma를 이번에는 오른쪽에서 왼쪽으로 가며 해석해보자. 그 사람이 느끼는 가속도에 질량을 곱하여 힘을 얻는다. 결국 이 힘은 질량이 만드는 것처럼 보인다. 질량이 만드는 힘은 중력이다. 결국 운동법칙에 질량이 등장하는 이유는 가속되는 사람이 느끼는 힘이 중력과 같기 때문이다. 아인슈타인은 이것을 ‘등가원리’라고 불렀다. 가속과 중력을 구별할 수 없다는 것이다. - <떨림과 울림> 중에서
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이제 아인슈타인의 특수상대성이론이 필요하다. 정지한 사람과 움직이는 사람의 시간과 공간이 다르다는 의미다. - <떨림과 울림> 중에서
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특수상대성이론에 따르면 속도가 있는 사람은 정지한 사람과 시공간이 다르다. 속도가 점점 줄어들면 시공간의 다른 정도가 점점 변할 것이다. 가속되는 동안 시공간에 연속적인 변형이 생긴다는 말이다. 둘레길이가 연속적으로 변하면 콜라병과 같이 휘어진 곡면이 만들어지듯이 시공간이 휘게 된다. 등가원리에 따르면 가속은 중력과 구별되지 않는다. 결국 중력은 시간과 공간을 휘어지게 만든다. 중력파는 시공간이 휘어지고 변형되며 만들어내는 진동이다. - <떨림과 울림> 중에서
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『전락』의 클라망스는 추락하는 여인을 보고 전락한다. 물체가 왜 추락하는지는 문명의 역사만큼이나 오래된 의문이었다. 아리스토텔레스는 추락에서 물질의 본성을 보았고, 뉴턴은 두 물체 사이에 작용하는 힘을 보았으며, 아인슈타인은 시공간의 변형을 보았다. 인간이 추락의 본질을 이해하거나 말거나, 오늘도 날개가 있는 것들이 추락한다. 날개가 없는 것들은 말할 것도 없다. 추락하는 것은 질량이 있다. - <떨림과 울림> 중에서
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우주에는 네 종류의 힘이 존재한다. 중력, 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력이 그것이다. 일상생활에서 핵력을 느끼려면 태양을 보면 된다. 태양이 빛을 내는 이유는 핵력과 관련된 핵융합반응 때문이다. 원자력발전소에 가봐도 핵력의 위력을 볼 수 있다. 이처럼 핵력은 방사능과 관련된 힘이다. - <떨림과 울림> 중에서
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사실 우리 주위에서 일어나는 대부분의 자연현상은 전자기력 때문이다. 지금 당신이 이 글을 읽을 수 있는 것도 전자기력 때문이다. 신문 또는 스마트폰에서 출발한 전자기파, 즉 빛이 당신의 눈에 도달한다. 눈의 망막에 있는 분자들이 빛 때문에 변형을 일으키고, 그 결과 화학신호가 발생하고, 그것이 전기신호가 되어 뇌로 전달되는데, 이 모든 것이 전자기력 때문이다. 심지어 당신이 글을 인식하고 이해하는 것도 뇌 속의 전기적 작용, 즉 전자기력 때문이다. 우리가 실용적 목적으로 사용할 수 있는 힘은 모두 전자기력이다. 우리 주변 대부분의 기계들이 전기를 이용하는 이유다. 전기가 예뻐서 그러는 것이 아니다. 다른 가능성이 없기 때문이다. - <떨림과 울림> 중에서
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중력을 일으키는 것은 입자의 ‘질량’이다. 전자기력은 ‘전하’가 일으킨다. - <떨림과 울림> 중에서
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전하에는 양(+)과 음(-)의 두 종류가 있는데, 대개 이들이 같은 양만큼 있어 상쇄되어 전하가 없는 중성으로 존재하기 때문이다. 반면에 양(+)의 질량을 상쇄시킬 음(-)의 질량은 존재하지 않기에 질량은 상쇄되는 법이 없다. 질량은 언제나 양(+)의 값을 갖는다. 그래서 중력을 숨길 방법은 없다. - <떨림과 울림> 중에서
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힘은 두 입자 사이에 작용한다. 입자가 혼자 있을 때 힘은 존재하지 않는다. 즉, 힘은 상호관계다. 인간 사이의 상호관계는 얼마나 오래 만났는지, 성격이 얼마나 일치하는지에 따라 결정된다. 힘에서는 입자 사이의 거리가 중요하다. 놀랍게도 중력과 전자기력의 크기는 모두 거리 제곱에 반비례한다. 즉, 거리가 2배, 3배로 멀어지면 힘의 크기가 4배, 9배로 작아진다. 우리가 멀리 있는 블랙홀을 걱정하지 않아도 되는 이유다. - <떨림과 울림> 중에서
https://www.millie.co.kr/v3/bookDetail/179487212 - P206
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