과학은 어렵지만 상대성 이론은 알고싶어 / 전국과학 교사모임 추천도서

과학은 어렵지만 상대성 이론은 알고 싶어 ㅣ 알고 싶어
요비노리 다쿠미 지음, 이지호 옮김 / 한즈미디어(한스미디어) / 2020년 12월

남편과 영화 '인터스텔라'를 무척 재미있게 보고 상대성 이론에 대한 이야기를 들은 적이 있다. 남편이 물리학과를 나와 시간과 공간에 대한 이야기를 비교적 쉽게 설명해주어 영화를 더욱 흥미롭게 보았었다.

아이들과 과학관에 갔을때도 상대성 이론에 대한 영상을 보았는데, 아이들 수준에 맞게 재미있게 구성해놓아 영상을 보는 내내 즐거웠던 기억이 난다.

하지만, 상대성 이론을 설명하라고 하거나, 이해했느냐고 물으면 우물쭈물 대답을 못할것 같다. 나는 학창시절에 과학을 참 싫어했었는데, 돌이켜 생각해보면 과학공식이 나오는 순간 머리속이 하얗게 변하는 느낌이 든것 같다.

'과학은 어렵지만 상대성 이론은 알고 싶어'책의 '중학생이라도 1시간이면 이해할 수 있는 세상에서 가장 쉬운 상대성 이론 강의'라는 부제에 끌려 나도 과연 이해할수 있을까? 기대하며 책을 보게 되었다.

특수 상대성 이론은 아인슈타인이 26세였던 1905년에 발표되었다고 한다. 상대성 이론은 '시간과 공간'에 대한 당시의 개념을 뒤엎은 혁신적인 이론으로, 지금까지 방대한 실험을 거친 결과 현대 물리학에서도 '사실'이라고 확인된 이론이다.

아인슈타인은 "진공 속의 빛은 항상 일정한 속도로 나아간다", "빛은 누가 보더라도 똑같은 속도로 관측된다"라고 주장했다. 일명 광속 불변의 원리를 이야기한 것이다. 빛의 속도는 초속 30만 킬로미터로, 어느 누구든 어떤 속도로 움직이든 빛은 초속 30만 킬로미터로 나아가는 것처럼 보인다는 의미이다.

여기까지는 조금 이해가 되었다.

하지만 동시의 상대성과 시공의 물리에서부터 역시 어렵구나..라는 생각이 들기 시작했다. 지금까지 따로따로 다뤘던 시간과 공간을 대등하게 다루고, 동시를 공유하지 못한다는 동시의 상대성을 읽으며 복잡해져가는 나의 머릿속을 어찌하면 좋을까?

질량과 에너지의 등가성 파트에서 E=mc² 공식을 보는 순간 또다시 머리속이 하얗게 되는 느낌이 들었다.

E는 에너지, m은 질량, c는 광속을 의미하며, 정지해 있는 1그램의 물체에 어느 정도의 에너지가 존재하는지 계산하는 과정을 최대한 쉽게 설명해주고 있었다.

과학공식에 놀란 마음을 누르며, 차근차근 책을 읽다보니 상대성이론 자체를 이해한다기보다는 재미있게 상대성이론의 일부를 알아가는 느낌이 들었다.

책의 대부분은 특수상대성 이론에 대해 설명하고 있지만, 더욱 방대한 이론인 일반 상대성 이론도 있다고 한다. 특수 상대성 이론에 중력의 이론을 도입한 것이 일반 상대성 이론으로, 중력에 시공의 왜곡이라는 인식을 가져다줌으로써 또다시 인류의 세계관을 크게 바꾸어 놓았다고 한다.

일반 상대성 이론이 더욱 어렵겠지만 재미있을 것 같기도 해 다음엔 일반 상대성 이론에 대한 이야기도 쉽게 풀어주었으면 좋겠다는 생각이 들었다.

'과학은 어렵지만 상대성 이론은 알고 싶어' 책은 물리나 수학에 대한 지식이 전혀 없는 사회인을 대상으로 실시한 1시간짜리 강의를 바탕으로 정리한 것이라고 한다. 나처럼 물리와 수학에 대한 지식이 부족한 사람이 크게 스트레스받지 않고 상대성이론의 일부를 편안하게 읽기에 적당했던 것 같다.

과학에 관심있는 일반인들과 학생들이 흥미롭게 읽어보고 상대성이론을 편안하게 알아갔으면 좋겠다.

※ 이 글은 출판사에서 도서를 지원받아 작성하였습니다