아~ 모르겠다~~

상대성 이론이란 무엇인가?
제프리 베네트 지음, 이유경 옮김 / 처음북스 / 2014년 8월

[북리뷰] 상대성이론이란 무엇인가?

아~ 당최 모르겠다 ㅠㅠ 상대성이론이 아인슈타인의 이론이라는 것만 알겠다.

서두에 시작하는 이야기는 블랙홀에 대한 이야기다. 우리가 영화에서 볼 때 블랙홀 근처만 가도 막~ 빨려 들어가는 듯한 모습을 보인다. 하지만 실제 우주에서는 그렇지 않다고 한다. 만약 있다고 한들 몇 십 광년 떨어진 블랙홀을 우리가 어떻게 만나겠는가?

블랙홀의 중력은 두 가지 방식으로 드러난다고 한다. 하나는 그 주변을 돌고 있는 물체를 보고 블랙홀을 찾을 수 있고, 두 번째는 블랙홀을 둘러싼 가스가 내뿜는 빛을 통해 알 수 있다. 우리 은하는 지름이 약 10만 광년이라고 한다. 책의 조그만 그림에 샤프로 점을 찍으면 25광년이라 한다. 25만 광년이 얼마나 될까? 빛의 속도는 초당 약 30만 킬로미터다. 이것은 1초에 지구를 거의 8바퀴나 돌 수 있다. 1분은 60초이므로 60을 곱하고, 1시간은 60분이니 60을 곱하고 하루가 24시간이므로 24를 곱하고, 일 년이 365일이니 365를 곱하면, 1광년은 10조 킬로미터가 조금 못 된다. 그러므로 25광년은 거의 250조 킬로미터다. 상상이 안 된다.

아인슈타인의 상대성이론은 두 부분으로 나누어 발표했다고 한다. 첫 번째는 특수 상대성이론으로 1905년에 발표했다. 특수 상대성이론은 일반 상대성이론의 일부이다. 특수 상대성 이론은 중력의 영향을 무시한 특수한 경우에 적용되고, 일반 상대성 이론은 중력을 포함한다.

상대성이론을 이해하는 첫걸음은 무엇이 상대적인가 하는 것이다. 상대성이론은 ‘모든 것은 상대적이다.’라고 말하지 않는다. 상대성이론은 관찰자의 기준틀 (frame of reference, reference frame)에 따라 다르게 묘사된다.

하지만 상대성이론에서 절대적인 것이 두 가지 있다.

1. 자연의 법칙은 누구에게나 똑같다.

2. 빛의 속도는 누구에게나 똑같다.

이 두 가지는 상대성이론에서 절대적인 것이다.

상대성이론을 이 책 한 권으로 얼마나 알 수 있을지는 미지수이다. 물리학을 전공하지 않고, 물리학에 대한 기본적인 이해가 없다면 어렵게 느껴질 수 있을 것 같다. 물체의 질량이 어떤 의미인지 그리고 질량에 따라 왜 중력이 다른지 이런 기본적인 이해가 밑바탕이 되어야만 이 책을 어느 정도 이해할 수 있을 것 같다.

상대성이론이라는 아인슈타인의 이론이 우리에게 주는 의미가 무엇인지 잠깐 생각해보았다. 책에서 이런 말을 한다. 적도 상공의 비행기가 이륙을 해서 다른 지점으로 간다고 가정해보자. 지구에 이는 우리는 비행기가 이동해서 착륙을 한다라고 생각한다. 하지만 달에서 이를 본 사람은 비행기가 떠있다가 지구의 자전 속도로 어느 한 지점에 착륙하는 것처럼 보인다. 상대적이라는 말을 가장 잘 보여주는 대목이다라고 본다.

우리도 사람을 대할 때 똑같다. 관찰자로 타인을 볼 때 우리는 타인을 폄하하기도 하니까. 상대적이라는 말은 서로 간의 주관이 개입되는 뜻이라고 본다.