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퀀텀 - 만화로 배우는 양자역학과 상대성이론 ㅣ 한빛비즈 교양툰 6
로랑 셰페르 지음, 이정은 옮김, 과포화된 과학드립 물리학 연구회 감수 / 한빛비즈 / 2020년 2월
평점 : 
2020-35 <퀀텀(로랑 셰페르 글·그림/한빛비즈)>
만화로 배우는 양자역학과 상대성이론
‘만화로 배우는~’하고 시작하는 책들은 대개 어려운 주제를 쉽게 전달하려는 의도가 있다고 생각된다.
막내가 보는 만화책들을 통해 새로운 지식을 얻거나, 꼬맹이들이 보는 ‘WHY?’ 시리즈를 보며 감탄을 했던 경험들이 있다.
그래서 과감하게 선택한 책이 바로 <퀀텀(로랑 셰페르 글·그림/한빛비즈)>.
주제가 무려 양자역학과 상대성이론이다.
문과 출신 사회선생이 과학 수업을 들어본 기억은 거의 백만 년 전까지 거슬러 올라갈 듯.
평소 읽는 책들도 자기 계발서나 인문, 사회, 정치 관련 서적뿐.
그러나 ‘이런 사람들이 오직 나뿐이랴~’ 하는 과감한 도전 정신을 발휘해 보았다.
물론 온갖 난관에 부딪히고 책을 펴놓고 멍 때리는 시간이 많았다.
맨 처음 부딪힌 개념: 자전거를 타면 시간이 느리게 간다.
시간과 공간은 하나의 전체를 이루고 있다.
어떤 물체가 시간이나 공간에서 속도가 늘면, 다른 쪽에서 속도가 줄어든다.
움직이는 모든 물체에서 시간의 속도는 줄어든다.
E = MC²
1킬로그램짜리 책에 담긴 에너지는 얼마나 될까요? E = MC²를 적용하면,
E = 1kg X 300,000 X 300,000 = 90,000,000,000메가줄입니다.
이는 시간단 2만 5천 기가와트,
즉 파리처럼 인구가 1천200만 명인 도시의 1년 전기 소비량,
또는 TNT 2만 킬로톤짜리 폭탄에너지와 같지요!
슈뢰딩거의 고양이
양자 실험에서 드러나 명백한 모순에 대한 답으로, 열리는 순간 고양이가 죽을 수도 있는 장치가 달린 상자에 고양이를 가둬두는 실험을 고안했다. 상자가 열리기 전에 고양이는 잠재적으로 살아 있으면서 죽어 있게 된다.
자연은 “시공간에서 벌어지는 기초적인 사건들이 일어나는 양자장으로 이루어져 있다. 세상은 신기하지만 단순하다”. -카를로 로벨리(루프양자중력이론의 공동 발견자)
기억나죠? 빈 공간에서 양자가 끊임없이 요동친다는 사실.
어디선가 나타나 수십억분의 1초만 존재하는 가상입자들.
이 수십억분의 1초만으로도 그 질량이 원자에 전해지는 데 충분합니다.
그런데 이 원자도 텅 빈 비눗방울처럼 빈 공간으로 되어 있죠.
물질은 움직이는 빈 공간입니다.
이 빈 공간이 가시광선과 비가시광선의 매개물인 광자와 춤을 추기 시자합니다.
잔뜩 흥분해서 에너지를 내뿜고 집어삼키는 원자들의 경쾌한 춤이죠.
광자와 전자는 서로의 모습으로 뒤바뀝니다.
물질과 에너지가 추는 이 기상천외한 춤은 동시에 여기저기에서 펼쳐지는 듯 보입니다.
틀도 경계도 없이, 결정되지 않은 채 파동 치죠.
우주는 모호한 구름, 시공간 속 양자장의 확률 파동입니다.
그런데 흘낏 한 번 쳐자본 것만으로 파동은 사라지고 입자가 되어서 물질과 에너지 양자로 고정되죠.
관찰자가 현실을 만들어내는 것처럼 보입니다!
세상은 관찰되기 때문에 존재할까요?
말도 안 되는 것 같지만, 이런 생각도 심각하게 고려되고 있습니다. -p138~139
우주와 시간에 대한 새로운 지식을 얻었다.
그리고 과학에서도 확정된 진리는 존재하지 않는다는 점을 알게 되었다.
자연 과학에서는 정답이 하나만 존재한다고, ‘확실성의 원칙’이 존재한다고 수업시간에 가르쳤는데 어째야 하나?
하긴 오백 년 전만 해도 태양이 지구 주위를 돌았으니까!
만화책 좋아하는 막내가 자꾸 들여다보는 게 신기하다.
‘그림만 보는 거겠지. 내용까지 알면 천잰데….’