“우리가 자유롭게 결정하고, 존재하는 것조차 물리학이다!”

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세상에서 가장 아름다운 이론이라는 아인슈타인의 상대성 이론.  이것만 알아도 인터스텔라, 닥터 스트레인지 등의 SF 영화를 두 배는 더 재미있게 볼 수 있는데요.

여기 상대성이론을 정말 쉽게 설명해주는 책이 있습니다. 이 책의 저자는 상대성이론이 어떻게 작동하는지 알기만 하면 말도 못 하게 간단하고 쉽다고 얘기합니다.


상대성이론은 아인슈타인의 훨씬 이전인 뉴턴에서부터 시작합니다. 뉴턴은 무엇 때문에 사물이 추락하고 행성들이 회전하는지를 설명하고자 했는데요. 그는 사과가 나무에서 떨어지는 것에서 깨달음을 얻어 모든 물체는 서로 당기는 힘이 있다고 정의하고 이 힘을 중력이라고 불렀습니다. 그런데 멀리 떨어져 있는 두 물체 사이에 아무것도 없을 때에는 어떻게 서로를 끌어당길까요? 뉴턴은 다음과 같이 가설을 세웁니다.

물체들이 움직이는 공간이 거대한 텅 빈 하나의 통이다.

우주를 담은 하나의 거대한 상자를 상상했습니다. 이 공간은 마치 물체들이 직선으로 움직이게끔 해주는 선반 같다고 생각했습니다. 하지만 이 공간이 무엇으로 이루어져 있는지는 알지 못했습니다.

나중에 태어난 아인슈타인은 뉴턴의 생각에서 한 단계 진일보한 생각을 합니다. 아인슈타인이 태어나기 몇 해 전에 ‘전자기장’이라는 게 발견됐습니다. 마찬가지로 중력도 전자기장처럼 일정한 범위를 가진 장(field)이라는 것을 눈치챈 거죠. 뉴턴이 말하는 공간 안에 중력이 따로 작용하는 게 아니라 중력장 자체가 어떤 공간이구나. 지금 우리가 듣기에는 그 말이 그 말 같은데 당시에는 굉장히 센세이션 한 발상이었습니다.

공간도 물질과 다를 바가 없다. 비어있는 것이 아니다.

공간은 파도처럼 굴절을 이루기도 하고 휘고 왜곡되는 실체입니다. 그러니까 우리는 보이지 않는 단단한 선반 위에 있는 게 아니라 어떤 유연하고 굴절이 되는 물질 속에 들어가 있는 것이죠. 공간은 물질이 있는 곳에서 곡선을 이룹니다.


이 책은 물리학자가 썼지만 마치 에세이처럼 쉽고 친근하게 쓰여 있습니다. 상대성이론, 양자역학, 우주 등 물리학의 기초 개념을 굉장히 알기 쉽게 설명해줍니다. 물리를 1도 모르는 문돌이 문순이들도 즐겁게 즐길 수 있습니다. 진짜 1도 안 어려우니 한 번 읽어보세요 ^^