빛과 우주의 수사관 알버트 아인슈타인

빛과 우주의 수사관 알버트 아인슈타인
태미라 지음, 이진우 그림 / 크레용하우스 / 2020년 9월

10월 초부터 노벨상 수상자들이 분야별로 발표되고 있다.
시상식은 12월 10일로, 우리 아이 생일과 하루 차이 나는 날이라 아쉬워했다.
올해는 코로나로 인해 온라인 시상식이 진행될 예정이라고 한다.
노벨상은 노벨이 자신이 평생 모은 재산을 기부해서 만든 세계적인 상으로, 평화, 경제, 문학상 등이 있지만 생리의학, 화학, 물리 등의 과학상이 주를 이룬다.
이 부분은 발명가였던 노벨의 뜻에 따라 정해진 것이라서 그런 것 같다.
연말이면 어떤 과학 기술에 대한 공로로 노벨상이 수여되는지 궁금했는데 이러한 때 노벨상 수상자이자 20세기 위대한 과학자인 알버트 아인슈타인의 생애를 다룬 어린이 책 한 권을 읽게 되었다.

알버트 아인슈타인에 붙인 빛과 우주의 수사관이라는 표현이 자연스럽게 그의 업적을 떠올리게 했다.
책표지에 그려진 아인슈타인의 모습은 백발에 사자 갈기처럼 헝클어진 머리가 트레이드마크였고 세상에서 가장 유명한 방정식이자 배운 지 수십 년이 지나도 잊히지 않는 공식에 감회가 새로웠다.
최근에는 첫 번째 부인이었던 밀레바의 공을 아인슈타인이 가로챈 것이라는 둥 양자역학을 끝내 인정하지 않았던 고집스러움에 대한 부분 또한 알게 되었지만 아인슈타인은 여전히 20세기 가장 큰 업적을 남긴 과학자로 남아 있다.
엉뚱한 호기심이 빛나는 그가 아니었다면 어떻게 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론이 탄생할 수 있었을까 싶다.

아인슈타인은 독일 울름에서 태어난 유대인이었다.
유대인이라는 이유로 차별하는 학교생활에 제대로 적응하지 못했고 수학과 과학을 제외하고는 수업에 관심이 없었다.
하지만 어릴 때 가지고 놀던 작은 나침반에서부터 과학에 대한 호기심이 싹텄고 평생 단짝처럼 바이올린 연주를 즐겼다.
엄격한 김나지움이 끔찍해서 괴로웠던 아인슈타인은 견디다 못해 뛰쳐나와버렸고 취리히 공과대학 입학을 위해 다닌 아라우 주립학교에서 행복한 시간을 보냈다.
이런 걸 보면 각자 자신에게 맞는 환경이 있는 것 같다.
일반 학교에 잘 적응하지 못하는 아이를 대안학교로 보낸다든지 홈스쿨링으로 대체하든지 해서 아이의 스트레스를 줄여주는 것 또한 부모의 몫으로 여겨진다.
아무튼 천재이긴 하지만 다소 괴팍했던 아인슈타인에게는 지나치게 통제하며 자유와 개성이 없는 환경보다 자유롭게 생각하고 마음껏 토론할 수 있는 환경이 더 잘 맞았던 것이다.
아인슈타인이 처음 관심을 가졌던 건 빛에 대한 것으로, 그는 머릿속으로 하는 사고 실험을 거듭하는 이론 물리학자였다.
이러한 사고 실험만으로 결론을 도출해내는 방식이 신기하기도 했고 천재이기에 가능하다는 생각이 들었다.
아인슈타인은 대학을 졸업하고도 취직을 하지 못해 2년 가까이 백수로 지냈다.
천하의 아인슈타인이 어릴 땐 멍청이 소리를 듣고 학교생활에 적응도 못하며 거기다 취직도 못했다는 사실이 평범하게 살아가며 쉽게 좌절하는 우리에게 용기와 위로로 다가오는 것 같다.
친구의 소개로 특허청에 취직하게 된 아인슈타인은 날마다 새로운 발명품을 만나며 즐겁게 일했고 퇴근 후에도 밤을 새워 연구에 매달렸다.
마침내 1905년 과학 역사에 길이 남을 논문을 다섯 편이나 쏟아냈다.
작가는 아인슈타인이 탐구해나간 방식을 빛에 대한 의문을 파헤쳐 가는 수사관으로 비유하고 있다.
지금은 빛이 파동이자 입자라는 걸 알고 있지만 당시에는 둘 중 하나만 맞다고 주장했다.
아인슈타인이 발견한 빛의 광전 효과 이론은 1916년 실험으로 입증되었다.
빛 다음으로 아인슈타인이 관심을 가진 건 시간과 공간에 대한 연구였다.
시간과 공간이 절대적이라는 사실을 의심하기 시작한 그는 빛의 속도는 일정하다는 사실에서 출발해서 세상에 절대 시간과 절대 공간이 없으며 관측하는 사람에 따라 달라진다는 걸 밝혀냈다.
아인슈타인의 세상에 대한 번뜩이는 호기심과 의문이 없었다면 이토록 오래도록 믿어왔던 시간과 공간에 대한 사고방식을 뒤엎을 수는 없었을 것이다.
특수 상대성 이론에 이어 물질의 질량과 에너지에 대한 상관관계를 수식으로 밝혀냈고 이러한 이론을 토대로 아인슈타인의 의지와는 상관없이 원자 폭탄이라는 무시무시한 무기가 만들어졌다.
아인슈타인은 특수 상대성 이론으로 유명해져 취리히 공과 대학교수가 되었고 다시 독일로 돌아가 교수 생활을 했다.
그 와중에도 그의 연구열은 식지 않았고 두 관측자의 상대 속도가 일정한 경우에 해당하는 특수 상대성 이론을 보완해서 어떤 속도, 어떤 방향에서 운동을 해도 적용되는 일반 상대성 이론을 발표했다.
중력과 가속도 운동 사이에 깊은 관련이 있으며 이 둘이 같은 효과를 가진다는 등가 원리를 발견했고 중력으로 인해 시간과 공간이 일그러지며 빛 또한 일그러질 것이라고 예측했다.
이러한 일반 상대성 이론은 영국의 천문학자 에딩턴에 의해 증명되었다.
작년에 과학사 최초로 실제 블랙홀 관측에 성공함으로써 은하와 블랙홀 영역에까지 통하는 이론임을 다시금 증명했다.
실제 실험이나 관측 없이 오로지 머릿속으로 한 엉뚱한 상상처럼 상대성 이론을 완성한 아인슈타인은 그야말로 진정한 천재였고 그의 이론은 위대했다.
여담이지만 올해 노벨 물리학상은 블랙홀 발견과 연구에 기여한 영국의 펜 로즈 외 2인에게 돌아갔다.

마지막으로 연표를 통해 아인슈타인의 생애를 돌아보며 책을 덮었다.
특별한 재능은 없지만 호기심이 많을 뿐이라고, 상상력이 지식보다 더 중요하다고 말하는 아인슈타인!
꿈과 희망을 잊지 않으며 반짝이는 호기심과 상상력으로 우리 아이들이 바꾸어나갈 미래가 기대된다.

- 이 후기는 해당 출판사로부터 책을 제공받아 적었습니다. -