머릿속에 쏙쏙! 상대성이론 노트

괜찮다고 말하지만 괜찮지 않은 너와 나, 우리가 안고 사는 우울. 그리고 그 감정이 가져온 마음의 병 우울증. 화제의 채널



상대성이론, 이 정도만 알면 상식이 된다



세상에는 유클리드의 ‘기하학’을 비롯해 ‘자연철학의 수학적 원리’, ‘전자기학’, ‘열역학’, ‘양자론’ 등 대이론이라 불리는 몇 가지 이론이 있다. 그런데 어찌나 난해한지 우열을 가리기 힘들 정도다. 그중에서도 상대성이론은 특히 어려운 분야로 여겨진다. 왜 그럴까? 우리는 평소 뉴턴의 ‘절대 좌표’와 ‘절대 시간’이 감각적으로 몸에 배어 있다. 길이는 어디서 재든 같으며, 시간은 장소 불문하고 같은 속도로 흘러간다고 생각한다. 그러나 상대성이론에서는 ‘속도가 아주 빨라지면 시간이 느려진다’와 같이 상식에 어긋난 이론을 예측한다.

이 책은 인류 역사상 가장 유명한 물리학자 중 한 명인 아인슈타인의 상대성이론을 알기 쉽게 풀어 써 미적분으로부터 도망친 문과 수포자들도 흥미진진하게 읽을 수 있도록 했다.

일상과 동떨어져 우주의 탄생과 소멸같이 거대한 주제를 다루는 어려운 물리학 이론 중 하나로만 여겨왔던 상대성이론은 뜻밖에도 우주 관측에 사용되는 입자가속기 등 천문학 관련 분야뿐만 아니라 시간과 공간을 정밀하게 측정해야 하는 우리 삶의 모든 영역에 영향력을 미치고 있다. 스마트폰 지도 기능과 자동차 내비게이션은 상대성이론을 반영한 보정이 없다면 오차가 너무 커서 아무짝에도 쓸모없는 물건이 되었을 것이다. 또한 상대성이론을 설명하는 방정식 중 하나인 중력장 방정식을 통해 블랙홀의 존재를 밝혀내기도 했다.

필자는 상대성이론처럼 방대하고 난해한 대이론을 읽어나가기 위해서는 역설적이게도 이해하려는 생각부터 버리는 것이 좋다고 제안한다. 그저 편안하게 쭉쭉 읽어보라는 것이다. 읽다 보면 ‘믿기 힘든 사실’이 머리에 남는다. 끝까지 완독했다면 기억이 생생할 때 다시 한 번 읽어보자. 그러면 처음에 믿기 힘들었던 부분이 ‘음, 그럴 수도 있겠다’ 하며 다가온다. 상대성이론은 조금만 이해해도 흥미롭게 다가온다. 우주를 무대로 빛을 타고 돌아다니며 시간을 초월해 비약한다.

현대과학은 138억 년 전 일어난 빅뱅 이후 우주는 계속 팽창을 거듭해왔다고 주장한다. 그렇다면 우주는 앞으로 어떻게 될까? 생물처럼 언젠가 끝을 맞이할까? 이 책을 통해 해답을 찾아보자.