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아인슈타인의 시공론 상세페이지

책 소개

<아인슈타인의 시공론> 책소개가 없습니다


출판사 서평

출판사 서평









1. 출간 의의

‘시공’이란 과연 무엇인가?

‘시공’ ‘4차원’ ‘시간과 공간의 신축’…, 이러한 용어들은 우선 ‘어렵다’는 느낌을 준다. 그 이유는 이러한 용어들이 우리의 상식과는 다른 내용을 말하기 때문일 것이다. 그러나 정말로 이해하기 어려운가 하면 그렇지는 않다. 《아인슈타인의 시공론》은 무엇보다도 ‘시공(시간과 공간의 하나로 본 개념)’을 쉽게 풀어서 설명한다는 데 초점을 두고 구성한 책이다.
누구에게나 시간의 흐름은 일정하고, 공간의 크기(길이)도 누구에게나 같은 것으로 보인다. 그러나 아인슈타인은 놀라운 발견을 한다. 그렇지 않다는 것이다. 즉 내가 생각하는 시간의 흐름과 제3자가 생각하는 시간의 흐름은 달라질 수 있으며, 공간의 크기 역시 관찰하는 사람에 따라 달라질 수 있다는 것이다. 시간과 공간은 별개가 아니라 서로 뗄 수 없는 하나(시공)라는 말이기도 하다. 오랜 세월 동안 철석같이 믿어 왔던, 저 유명한 과학자 아이작 뉴턴이 말한 ‘절대 시간’과 ‘절대 공간’의 개념이 무너지는 순간이었다.
아인슈타인은 나아가 더 놀라운 내용, 즉 질량을 가진 물체의 주위에서는 시공이 휘어진다고 말한다. 이 말은 공간은 휘어져 있으며, 시간의 흐름은 장소에 따라 달라진다는 뜻이다. 공간이 휘어져 있으므로, 공간 속을 나아가는 빛도 휘어진다. 그리고 시공의 휘어짐이 물체에 미치는 영향이 바로 중력의 본질이다. 뉴턴의 만유인력으로 설명하는 중력과는 다른 접근 방법이다(물론 뉴턴의 만유인력 이론이 틀렸다는 뜻은 아니다). 아인슈타인의 이러한 이론은 수많은 검증 실험과 관찰을 거쳐 ‘틀림없는 사실’로 받아들여진다.
이 책에서는 시공의 기본적인 뜻과 아인슈타인의 이론, 그리고 나아가 4차원 이상의 고차원 우주, 빅뱅부터 현재의 우주가 어떻게 만들어져 왔는가를 원색 그림과 전문가의 상세한 설명으로 알아본다. 막연히 어렵게만 생각해 왔던 시공, 고차원의 우주가 무엇인지를 이해하는 데 더없이 좋은 길잡이가 되리라고 확신한다.

2. 특장

● 시간과 공간이 늘어나거나 줄어든다는 것은 무슨 뜻인가?
1초는 누구에게나 같은 1초이고, 1m는 누가 보아도 1m라는 것이 우리들의 일상적인 감각이다. 그러나 고속으로 운동하는 물체에서는 시간의 흐름이 느려지고, 공간(길이)도 짧아진다는 것이 아인슈타인의 설명이다. 사실 이러한 현상은 이 세상 어디에서나 일어나고 있지만 운동의 속도가 광속에 비해 압도적으로 낮기 때문에 우리가 실감하지 못할 뿐이다. 시공에 관한 기본적인 설명이라고도 할 수 있는 ‘광속도 불변’ ‘동시의 상대성’ 등을 통해 시공이란 어떤 의미인지를 파악한다.

● 중력이 강한 곳에서는 시간이 느려지고, 공간이 휘어진다?
뉴턴은 물체 사이에는 만유인력(중력)이 작용한다고 설명한다. 그러나 아인슈타인은 질량을 가진 물체 주위에서는 시공이 휘어지며, 시공의 휘어짐이 물체에 미치는 영향이 바로 중력의 본질이라고 말한다. 결국 질량이 큰 천체 주변에서는 시간의 흐름이 느려지고, 공간도 휘어진다. 공간이 휘어져 있으므로 빛도 휘어진다. 중력이 상대적으로 약한 곳(고층 건물이나 비행기)에서는 시간이 빨리 흐르고, 태양의 옆처럼 중력이 강한 곳에서는 빛이 휘어지는 현상이 실제로 확인되었다.

● 우주의 시작과 끝은 무엇이며, 우주의 모양은 어떻게 달라지는가?
우주는 가속 팽창한다는 사실이 확인되어 있다. 이를 역으로 생각하면 아득한 옛날에는 우주가 한 점에 모여 있었다는 뜻이 된다. 그러면 그 이전에는 어떻게 되어 있었을까? 또 우주에는 공간적이 끝이 있을까? 끝이 있다면, 그 바깥은 무엇인가라는 질문에 답을 하기 어려워진다. 끝이 없다면 그러한 공간은 과연 어떻게 생겼는지가 궁금해진다. 인간의 끝없는 의문과 질문에 대해 현대 물리학은 어떤 답을 준비하고 있는가?

● 5차원 이상의 고차원과 숨은 차원은 어디에 있는가?
0차원(점), 1차원(선), 2차원(면), 3차원(공간)은 눈에 보이기 때문에 이해하기 쉽다. 우리 인간은 공간 3차원에 시간 1차원을 더한 4차원 시공에 살고 있다. 그러면 그 이상의 차원은 없는가? 있다면 왜 우리 눈에 보이지 않는가? 물리학자들은 차원이 ‘숨어 있다’고 설명한다. 가느다란 실 위를 앞뒤로 오가는 벌레에게 실은 1차원으로 인식된다. 그러나 앞뒤 방향에 직교하는 방향도 있기 때문에 실도 2차원이며, 1개의 차원이 숨어 있는 셈이다. 마찬가지로 인간의 감각으로는 도저히 알 수 없는 작은 크기의 차원이 공간의 각 점에 ‘숨어 있으며’, 우리의 우주는 10차원(또는 11차원)이라는 것이 현재 물리학의 설명이다.
● 독자의 호평을 받은 최고의 과학 단행본 ― 뉴턴 하이라이트 시리즈
Newton은 과학의 핵심 내용을 정밀한 그래픽으로 설명한다는 편집 방침 아래, 뛰어난 일러스트레이션과 진귀한 사진 중심으로 과학 기사를 제작하고 있다. ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’는 그중에서도 독자의 호평을 받은 기사만을 선정해 새로운 형식으로 구성한 과학 단행본이다. 《상대성 이론》 《양자론》 《인체-21세기 해부학》 《주기율표》 《뇌와 마음의 구조》 《미분과 적분》 《신비한 수학의 세계》 등의 자매편들도 절찬리에 판매되고 있다.


저자 프로필


저자 소개

강금희
1950년 출생. 서울대학교 국어국문학과를 졸업 <세상을 보는 지혜>(후편), <그림으로 읽는 그림이야기>, <마오쩌둥>, <미쏠로지카>, <막스 베버의 오만과 편견>, <에코, 에고이스트>, <보통의 독자>, <니콜라테슬라 평전> 등을 비롯해 많은 외국 서적을 우리말로 옮겼다.?
이세영
1955년 출생 1982년 서울대학교 철학과(종교학 전공)를 졸업한 후 그림 보는 기쁨, 아는 즐거움》(1991), 《종교학 혹은 종교개념의 죽음》(근간), 《근대일본의 종교개념》(근간) 외에 다수의 논문을 번역하였음

목차

목차

* 프롤로그

시공도 / 시간과 공간 ①~⑥ / 차원 ①~②

Part 1 시공은 늘어나거나 줄어든다
다이제스트 특수 상대성 이론 ①~② / 속도 ①~② / 광속과 아인슈타인 / 광속도 불변의 원리 ①~⑤ / 시공의 신축 ①~⑥ / ‘동시’란 무엇인가? ①~② / 시공의 의미 ①~② / 정리

Part 2 시공은 휘어진다
다이제스트 일반 상대성 이론 / 직선과 곡선 ①~④ / 공간의 휘어짐 ①~② / 시간의 휘어짐 ①~③ / 블랙홀 ①~⑤ / 정리

* 시간론 특별 인터뷰
‘시간은 흐르고 있다’는 감각은 환상이다 (폴 데이비스)

Part 3 팽창하는 우주 공간, 고차원 시공
우주 팽창 ①~② / 우주의 ‘모양’ ①~② / 빅뱅 ①~② / 미시의 시공 ①~② / 초끈 이론 / 숨은 차원 ①~③ / 정리

* 에필로그
시공의 키워드 ①~② / 전체 정리

* 발전편
시뮬레이션으로 체험하는 상대성 이론


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