상대성 이론이란 무엇인가

상대성 이론이란 무엇인가? - 세상에서 가장 쉬운 물리학 특강
제프리 베네트 지음, 이유경 옮김 / 처음북스 / 2020년 5월

　상대성 이론이란 1905년 아인슈타인이 <움직이는 물체의 전기동력학에 대하여>라는 제목으로 낸 논문에 소개된 이론이다. 아인슈타인은 상대성 이론뿐만 아니라 브라운 운동, 광전 효과 등을 탄생시킨, 아마 전 세계에서 가장 유명하고 뛰어난 과학자일 것이다. 상대성 이론은 1905년에 발표된 특수 상대성 이론과 1916년 <중력장 방정식>이라는 제목으로 낸 일반 상대성 이론이 있다. 특수 상대성 이론은 기존의 갈릴레이의 상대성 원리에 광속 불변의 원리를 더하여 시공간이 상대적으로 변한다는 이론이며, 일반 상대성 이론은 여기에 중력이 반영되어 가속 운동을 하는 물체의 시공간이 휘어진다는 이론이다.

　이 책은 세상에서 가장 쉬운 물리학 특강이라는 제목 하에 출판된 상대성 이론에 대한 책이다. 과학의 양대 산맥을 이루는 것이 양자역학과 상대성 이론이며, 양자 역학은 미시적인 세계를, 상대성 이론은 거시적인 세계를 다룬 이론이다. 언뜻 생각하기엔 양자 역학이 더 이해하고 받아들이기 힘들 것 같지만, 나에게는 상대성 이론이 훨씬 받아들이기가 힘들었다. 우선 공간의 상대성은 공간의 변화가 체감되기 때문에 괜찮았지만 시간의 상대성은 받아들이기가 힘들었다. 시간이라는 것은 모두에게나 똑같이 주어지고 똑같은 속도로 흐른다고 생각되기 때문이다. 이 책은 이처럼 받아들이기 힘든 상대성 이론을 4개의 챕터로 설명한다.

　챕터 1은 일반 상대성 이론의 증거가 되는 블랙홀에 대한 내용이다. 블랙홀은 중력이 매우 커 빛조차 빠져나갈 수 없는 곳으로, 흔히 블랙홀에 빠져들어간다고 생각하지만, 그 속도가 매우 빠를 뿐 단순히 떨어진다고 표현하는 것이 맞는다고 한다. 블랙홀에 대한 내용으로 상대성 이론에 들어가기 전 흥미를 높일 수 있었으며, 챕터 2에서 본격적으로 특수 상대성 이론에 대한 설명이 시작된다. 이론에 대한 설명은 물론이고, 다양한 가정, 그림과 함께 설명함으로써 이해를 돕는다. 빠른 속도로 지나가는 우주선 양 끝에 불빛을 키는, 상대성 이론을 설명하는 책에서 항상 등장하는 실험과 민코프스키 공간, 그리고 가장 유명한 공식 중 하나이며, 특수 상대성 이론이 발표된 해에 <물체의 질량은 그 에너지량에 따르는가?>라는 논문을 통해 소개된 E=mc^2 식과 함께 상대성 이론을 설명해 준다.

　챕터 3에서는 당시 절대적인 원리라고 받아들였던 뉴턴의 고전물리학이 어떻게 어긋나는지, 그리고 물체는 가장 가까운 경로인 직선으로 움직이고, 직진성을 띠는 빛 역시 직선으로 움직이지만 1919년 일식 현상에 의해 빛이 휨으로써 빛이 휘는 것이 아닌 빛이 지나는 공간이 중력에 의해 휘었기 때문에 빛이 휘어져 보이게 되는 것을 이해할 수 있다. 이외에 수성의 근일점 이동, 쌍둥이 역설 등에 대한 설명을 통해 일반 상대성 이론을 이해할 수 있도록 돕는다. 마지막으로 챕터 4에서는 이러한 이론들을 실질적으로 블랙홀과 팽창하는 우주에 어떻게 적용되고 있는지를 설명한다.

　상대성 이론을 설명하다 보면 수식이나 공식이 나오기 마련인데 복잡한 수식이나 공식 없이 다양한 실험을 통해 읽을 수 있는 책이었다. 도저히 이해가 되지 않는다면 청소년 책으로 분류되는 상대성 이론 책을 먼저 읽은 후 이 책을 읽는다면 상대성 이론이 하나씩 머릿속에 들어오는 상쾌함을 느낄 수 있을 것이다.

잠 못들 정도로 재미있는 이야기 <상대성 이론>

상대성 이론 ㅣ 그림으로 읽는 잠 못들 정도로 재미있는 이야기
오미야 노부미쓰 지음, 조헌국.이영란 옮김 / 성안당 / 2020년 5월

　이 책은 <그림으로 읽는, 잠 못들 정도로 재미있는 이야기> 시리즈의 상대성 이론 편이며, 이 책 이외에 우주, 인공지능과 테크놀로지, 비행기, 화학, 생물 등 다양한 분야의 시리즈가 있다. 이 책의 저자 오미야 노부미쓰는 과학 평론가이자 과학 저널리스트로, 이 책뿐만 아니라 어려운 과학을 최대한 재미있고 알기 쉽게 이해할 수 있도록 다양한 책을 저술했다.

　상대성 이론은 1905년 아인슈타인이 발표한 이론으로, 시·공간은 우리가 알던 것과는 달리 상대적이라는 이론이다. 공간은 3차원적인 형상으로 절대적인 공간의 기준이라는 것보다는 내가 어디에 있냐에 따라서 상대적일 수 있다는 것은 충분히 받아들이기가 쉽지만 시간이라는 것은 굉장히 당혹스럽다. 보통 시간은 모두에게 똑같이 주어지고, 똑같이 흐른다고 생각하기 때문이다. 절대적인 시간의 기준이 있고 다른 나라에서 시차가 나는 것은 단순히 지구가 둥글기 때문이며, 전 세계 시간도 그리니치 표준시라고 해서 어쨌든 기준이 있다.

　상대성 이론을 접하기 위해서는 우선 지구가 아닌 우주로 범위가 확장되어야 한다. 또한 상대성 이론을 알기 전에 광속 불변 원리를 알아야 하는데, 말 그대로 광속은 변하지 않는다는 것이다. 물체의 움직임은 가만히 서서 볼 때와 달려가면서 볼 때 움직임의 속도는 당연히 다르게 느낀다. 그러나 빛의 속도는 항상 299,792,458m/s의 속도를 가진다. 그래서 가만히 서서 빛이 일정 거리를 이동하는 것을 보았을 때도 299,792,458m/s의 속도이고, 우주선을 타고 이동하면서 같은 거리만큼 빛이 이동하는 것을 보았을 때도 299,792,458m/s의 속도이다. 그러면 우리가 이미 알고 있는 속도=거리/시간 공식에 의해 시간이 달라질 수밖에 없다.

　과학에서의 양대 산맥을 이루는 양자역학과 상대성 이론이 양대 산맥을 이루고 있는데 언뜻 보기에는 양자역학이 상상할 수 없는 세계의 움직임이기 때문에 받아들이기가 힘들 것 같지만 막상 접해보면 상대성 이론이 더 받아들이기가 힘들 것이다. 시간이 절대적이라고 당연히 여겨왔기 때문이다. 이 책은 받아들이기 힘든 상대성 이론을 쉽고 재미있게 설명한다. 또한 많은 그림과 그래프가 보조 자료가 이해를 돕는다. 이 책은 상대성 이론이 탄생하기 전 고전 물리학부터 시작하기 때문에 고전 물리학과 상대성 이론 이후의 현대 물리학이 어떤 차이점이 있는지를 생각해볼 수 있다. 어떻게 특수 상대성 이론이 탄생했고, 이를 이해할 수 있도록 빛의 속도가 왜 일정한지, 움직임에 따라 물체의 크기가 변하는 이유, 에너지-질량 등가 원리에 의해 질량이 증가하는 이유 등을 그래프를 통해 쉽게 이해할 수 있다. 약간의 수학 공식들이 중간중간 나오지만 공식 자체를 이해하고 외우지 않더라도 이해할 수 있으며, 입문서이긴 하지만 전체적인 설명이 아이들이 읽기에는 조금 힘들 것으로 느껴지며, 약간의 과학적 지식이나 과학적 어휘의 이해도가 있으면 더 읽기가 수월할 것이다.

우리 아이 정리교육법

우리 아이 정리교육법 - 엄마와 아이가 함께 편해지는 ㅣ 즐거운 정리 수납 시리즈
Emi 지음, 김수정 옮김 / 즐거운상상 / 2020년 6월

　전에 즐거운상상 출판사에서 나온 <1일 1분 정리법>이라는 책을 접해본 적이 있다. 하루에 1분의 적은 시간을 투자하여 한 군데씩 정리하여 돈과 시간이 쌓이는 정리 습관을 들이도록 도와주는 책이다. 단순히 정리법만 알려주는 것이 아닌 정리가 잘되지 않는 원인부터 분석하여 하나하나 습관을 잡아주기 때문에 많은 도움을 받았다. 이번에 출판된 책은 <우리 아이 정리교육법>이라는 책으로 잔소리를 하거나 혼내지 않고 아이들에게 좋은 정리 습관을 들여줄 수 있도록 도와주는 책이다.

　이 책의 저자 Emi는 일본 최고 정리 수납 어드바이저로, 정리 수납 아이디어와 시간 절약 노하우를 제공하고 정리를 도와주는 상품을 파는 OURHOME이라는 회사의 CEO이다. 처음에는 블로그로 시작했지만 점점 규모가 확장되어 제품 제조뿐만 아니라 생활 강좌 또한 진행 중이다. 이 책의 목적은 단순히 아이에게 정리 습관을 들이는 것만이 아니라 이를 통해 아이와의 많은 소통을 할 수 있고, 스스로 규칙을 만들어 지키는 아이로 키움으로써 육아의 수고를 덜어주는 것이다. 특히 맞벌이 부모인 경우 육아와 일을 균형 있게 해낼 수 있는 워라밸까지 맞출 수 있게 되는 것이다.

　나는 아직 아이가 있지 않지만, 내 스스로도 정리 습관이 잘 들여져 있지 않고, 성인이 읽어도 전혀 무방할 것이라는 생각이 들었기 때문에 읽어보고 싶었던 책이다. 아무리 어른이라고 해도 어릴 때 제대로 습관이 들여지지 않고 컸다면 이제 제대로 습관이 몸에 배어 자라는 아이들에게 배울 점이 분명히 있다. 저자 Emi는 귀여운 남녀 쌍둥이가 있는 가정으로, 무작정 아이들에게 가르치고 알려주기보다는 아이들이 왜 자꾸 제자리에 물건을 놓지 못하는지를 파악하고, 아이들의 동선이나 습관에 맞게 약간의 변화를 줌으로써 정리와 습관 모두를 잡는 좋은 교육법을 알려준다.

　아이들은 어리지만 하나의 인격체로, 무조건 부모의 규칙에 맞추도록 하는 것은 더 나쁜 결과를 불러올 수 있다. 이는 정리교육법뿐만 아니라 육아를 하는 데 있어서 전반적으로 악영향을 끼칠 수 있는 원인 중 하나로, 결국 싸우게 되고 혼내게 되는 주 원인이기도 하다. 저자의 아이들이 정리와 하루 일과를 어떻게 규칙적으로 보내는지 하나씩 들여다보니 밖에서 일을 하는 엄마가 아이 걱정, 집안일 걱정 없이 정말 편하게 일을 할 수 있겠다는 생각이 읽는 내내 들 정도로 좋은 정리교육법이 담겨 있다. 이와 함께 엄마들의 가장 큰 고민인 아이들의 방학을 어떻게 잘 보낼 수 있을지, 그리고 많은 엄마들의 고민에 답해주는 Q&A까지... 정리교육법부터 다른 부분의 교육법과 육아 팁까지 얻을 수 있는 책이다. 가장 중요한 것은 어쨌든 아이들은 자기들만의 주관과 생각이 있고 아이들의 방은 아이들이 사용하는 곳이므로 아이들의 의견이 중요하며 적절한 타협에 의한 규칙이 가장 효과적이라는 것을 알게 되었다.

거의 모든 숫자 표현의 영어

거의 모든 숫자 표현의 영어 ㅣ 거의 모든 시리즈
조나단 데이비스.유현정 지음 / 사람in / 2020년 6월

　"거의 모든 숫자 표현의 영어" 제목 그대로 모든 숫자를 어떻게 영어로 말하는지를 알려주는 책이다. 모든 숫자란, 분수, 선착순 열 명, 엘리자베스 1세, 3타수 2안타 등 숫자가 들어가는 모든 표현을 말한다. 보통 우리는 숫자를 말할 때 주로 기수와 서수, 날짜, 소수점 정도까지를 자주 말한다. 서수도 말하려고 하면 갑자기 헷갈릴 때가 있는데 여기에 더 나아가 10부작 시리즈, 36개월 할부 등을 영어로 말하려면 도저히 감이 안 잡힌다. 꼭 필수라고는 말할 수 없지만 종종 말하게 되는 표현이기 때문에 알고 있으면 분명 도움이 될 그런 숫자 표현들이다.

　이 책의 저자 조나단 데이비스와 유현정은 다양한 영어 회화 교재를 출간했으며, 특히 저자 유현정은 캐나다로 이민을 가서 답답했던 영어 학습에 이 책으로 많은 도움을 받았으며, 체감되는 숫자 관련 영어 표현으로 독자들이 다양한 상황에서 막힘없이 숫자 표현을 할 수 있길 바라며 이 책을 저술했다.

　아직 영어가 초급 단계라면 사실 이 책에 나오는 내용들을 익히기에는 조금 벅찰 수도 있을 것이라는 생각이 든다. 이런 경우에는 꼭 익히고 기억한다는 생각보다는 "이런 식으로 표현하는구나"라고 사고력을 확장시키는 것에 초점을 두고 읽으면 좋을 것이다. 만약 중급 단계 정도에 도달한 상태이고 다른 영어책에서는 다루지 않는 무언가 특정하지만 쓸모 있는 도약을 원한다면 이 책에서 그 도약을 이룰 수 있을 것이라고 기대된다.

　내가 평소에 가장 헷갈려 했던 부분 중 하나로, 형제자매 중 몇 째인지 표현하는 부분이다. 서수로 표현하면 되는 것인지, 아니면 세 명 중 둘째이면 중간이라고 표현해도 되는 것인지 궁금했다. 방금의 예처럼 세 명 중 둘째라면 "the second of three children"이라고 표현하면 된다. 서수로 표현하는 것까진 맞았지만 "the + 서수 + of + 기수 + children"라는 형태를 따름으로써 완벽하게 셋 중 둘째를 표현할 수 있게 된다. 그리고 우리가 생활 속에서 생각보다 정말 자주 사용하는 퍼센트 할인, 개당 얼마, 물건 얼마치 등도 다룬다. 이 책에 나와있지 않는 숫자 표현을 찾기 힘들 정도로 다양한 분야의 숫자 표현이 나와있기 때문에 두고두고 찾아보고 익히면 좋을 것 같다.

　단순히 숫자 표현만 나와있는 것이 아닌, 여러 가지의 예문과 대화가 제시됨으로써 그 숫자 표현과 함께 쓰는 전치사라던가 아니면 순서, 또는 숙어적으로 어떻게 활용하는지, 같은 표현이지만 여러 방법으로도 표현할 수 있다는 것 또한 배울 수 있다. 가장 대표적인 예로는 시간을 표현하는 것을 들 수 있다. 우리가 시간을 말할 때 9시 55분이라고도 하고 10시 5분 전이라고도 하듯이, 이렇게 다양한 표현을 익힐 수 있다. 중간중간 "알아두면 재미있는 이야기"라고 해서 대화를 할 때 하나의 소재로 활용할 수 있는, 알고 있으면 흥미로운 이야기가 담겨 있어서 쉬어가는 코너로 활용할 수 있다.

마카롱 사 먹는데 이유 같은 게 어딨어요?

마카롱 사 먹는 데 이유 같은 게 어딨어요? - 90년대생이 말하는 90년대생 이야기
이묵돌 지음 / 메가스터디북스 / 2020년 5월

　다소 특이한 제목이 호기심을 자극하는 책이다. 무언가 에세이 같다는 느낌은 받았으나 어떤 분야의 책인지도 모호하다. 책을 받아보자마자 나는 "그러게요, 먹고 싶으니까 먹는 거지."라고 속으로 대답했다. 이렇게 궁금증을 자아내는 이 책은 90년대생이 말하는 90년대생의 이야기이다. 또한 이미 브런치에 연재작으로 올라와 많은 인기와 공감을 얻은 <90년대에 태어난 게 잘못은 아닌데>가 책으로 출간된 것이다.

　이전에 문재인 대통령께서 90년대생의 이야기를 담은 어느 책을 청와대 전 직원들에게 선물했다는 기사를 보았다. 내가 90년대생이기 때문에 현재 90년대생이 어느 위치에 놓여있길래 대통령님이 이 책을 직원들에게 선물하셨을까? 생각해보았다. 90년대생은 이제 만으로도 30대인, 사회 초년생일 수도 있고 빨리 취직한 사람은 어느 정도 소위 말하는 짬이 생겼을 나이인 90년생부터 이제 만으로도 20대인, 이제 대학교에서는 고학년이고, 남자들은 군대를 다녀와서 제대를 했을 무렵의 99년생까지이다. 60대까지 일하는 요즘 같은 사회에서는 사회생활의 거의 초반에 놓여 있는 90년대생이지만 그러므로 사회의 중심 일원이기도 하다.

　대학이 인생의 전부가 아니라더니 왜 대학을 꼭 나와야 하는 건지, 티끌모아 태산인데도 하나에 2천 원에 육박하는 마카롱을 사 먹으면서도 굳이 이걸 이해시켜야 할 때, 윗세대 사람들을 꼰대라고 칭하지만 결국 우리도 꼰대가 되어가는 이유 등 겪긴 하는데도 도대체 이유가 무엇인지, 뭐라 설명할 수 없는 그러한 것들을 저자는 명쾌하게 써 내려간다. 어릴 때부터 사회에 대한 아름다운 환상과 좋은 이야기만 듣고 컸더니 정작 이 사회는 호락호락하지 않음을 느끼면서, 사회에 일원이 될 준비, 벌써 사회의 일원이 되어 계속되는 피곤한 하루, 저렇게는 되지 말아야지 하지만 결국 그들의 뒤를 따라가게 되는 과정 등 90년대 생이라면 한 번쯤은 읽어봐야 할 책이라는 생각이 든다. 나도 모르는 나의 모습과 내 주변의 모습을 저자가 너무나 공감이 되게 담았기 때문이다.