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이토록 풍부하고 단순한 세계 - 실재에 이르는 10가지 근본
프랭크 윌첵 지음, 김희봉 옮김 / 김영사 / 2022년 4월
평점 :
E=mc²
너무나 유명한 공식이고, 충분히 이해하고 있다고 생각했지만, 어느날 문득 '빛(광자)은 질량이 0 이라는데... 그렇다면 위 공식에 따라 에너지는 0 이 될텐데??? 하지만 그렇지 않다는 건 자명한 사실이고... 뭐가 맞는거지?' 라는 생각이 떠 올랐다. (나만 몰랐을 수도 있다.)
이 책은 우리 과학 교육의 기초가 얼마나 부실한지 깨닫게 해주는 너무나도 빼어난 책이다.
아래는 나의 궁금증이 해소된 이 책에 적힌 내용이다.
"질량은 관성과 중력에 기여하지만, 이것이 유일한 요인은 아니다. 특히, 움직이는 입자는 더 큰 관성을 가지며, 정지한 입자보다 더 큰 중력을 행사한다. 중력 이론에 따르면, 질량이 아니라 에너지가 관성과 중력을 통제한다. 정지해 있는 물체의 경우에 에너지와 질량은 비례하며, 아인슈타인의 유명한 공식 E=mc²에 따른다. 따라서 이 경우에 관성과 중력 둘 중의 하나를 다른 것으로 바꿔서 표현할 수 있다. 물체가 빛의 속력에 비해 천천히 움직일 때는E=mc²가 여전히 잘 맞는다고 할 수 있다. 이 경우에는 관성과 중력이 질량에 비례한다고 말해도 아주 크게 틀리지는 않는다. 그러나 빛의 속력에 가깝게 운동하는 물체의 경우, E=mc²에서 벗어난다. 그렇다고 해서 아인슈타인이 틀린 것은 아니고, 이번에도 아인슈타인이 만들어낸 더 일반적이고 더 복잡한 공식을 사용해야 한다. 더 일반적인 공식은 광자가 에너지를 가진다는 것을 보여준다. 따라서 광자는 질량이 0이지만 관성을 가지고 중력을 행사한다."