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상대성이론

  • ❷ 일반상대성이론 - 절친 수학자가 열어준 아인슈타인의 기적 수학과 가장 ‘썸’을 많이 탄 과학자는 아인슈타인일 거 같네요. 그는 수학을 별로 좋아하지 않았어요. 1896년 스위스 연방 공대에 입학해 헤르만 민코프스키 등 당 대 저명한 수학자들에게 배울 기회가 있었지만, 강의에도 잘 들어가지 않았습니다. 민코프스키조차 “아인슈타인은 내 수학 시간에 아주 게으른 학생이었다”고 회고했을 정도니까요. 덕분에 졸업도 제대로 못 할뻔 했습니다. 그의 절친 마르셀 그로스만이 없었다면 말이지요. 그로스만이 빌려준 노트를 보고 몇 달 동안 벼락공부를 한 덕분에 아인슈타인은 1900년 8월 졸업 시험에 합격할 수 있었습니다. 민코프스키의 시공간을 받아들이다 뛰어난 수학자였던 그로스만은 수학을 싫어하는 아인슈타인이 리만과 민코프스키의 기하학적 개념들을 받아들여 일반상대성이론을 발전시키는 데 중요한 통...
  • [상대성이론 100년사 ➓ 마지막화] 일반상대성이론의 과거, 현재, 미래 과학이론, 특히 일반상대성이론처럼 대단히 정교하고 놀랄 만큼 혁신적인 물리학 이론은 사회와 역사, 그리고 일상 문화와 어떤 관계가 있을까. 과학이란 것은 도대체 무엇이며, 무엇을 위해 존재하는 걸까. 이 ‘가장 아름답고 완벽한 이론’의 미래는 어떻게 될까. 1915년 11월 25일 아인슈타인은 프로이센 과학한림원 물리학-수학 분과에서 논문 ‘중력장 방정식’을 발표했다. 논문은 중력장을 서술하는 수학적 함수들이 충족해야 할 방정식을 정교하게 제시했는데, 전형적인 물리학보다는 오히려 수학에 더 가까웠다. 아인슈타인이 이전에 발표했던, ‘움직이는 물체의 전기역학’ 또는 ‘빛 양자 가설을 이용한 광전효과 및 흑체 복사 설명’과는 방식이 사뭇 다른 논문이었다. 실험이나 관찰을 통해 입증되지도 않은 이 논문이 그 후 1...
  • 상대성이론 100년사 ➑[Knowledge] SF가 사랑한 이름, 상대성이론 2015년 10월 21일. 1985년 개봉한 영화 ‘백투더퓨처’에서 타임머신 자동차의 시계에 찍힌 날짜다. 당시 상상했던 30년 뒤의 미래가 바로 올해인 2015년이다. 시간여행은 우주여행과 더불어 SF의 단골 소재다. 시간여행은 과학 법칙으로 정당화될 수 있을까. 상대성이론은 시간여행의 가능성에 대해 어떻게 말하고 있을까. 사실 상대성이론은 이에 대해 긍정도 부정도 하지 않는다. 하지만 실제로 수많은 SF의 탄생에 도움을 주었다. 상대성이론의 시간 늦어짐 효과와 쌍둥이 효과를 이용한 작품은 꽤 많다. 대표적으로 L. 론 허버드의 ‘미래로 돌아가다(1954)’와 로버트 하인라인의 ‘시간의 블랙홀(1956)’ 등 주옥같은 작품들이 있다. 폴 앤더슨의 ‘타우제로(1967)’, 진 울프의 ‘짧은 태양 이야기(1999-2001)’도 걸작이다. ...
  • 상대성이론 100년사 ➍[Knowledge] 7전 8기, 일반상대성이론의 탄생 아인슈타인이 1905년에 발표한 논문 ‘움직이는 물체의 전기역학에 관하여’는 처음에 그리 큰 반향을 일으키지 못했다. 당시 독일 물리학계의 거장이었던 막스 플랑크가 이 논문을 크게 칭찬하자 비로소 물리학자들은 논문을 쓴 이를 궁금해 했다. 몇몇 물리학자들은 베른 특허국을 찾아가 아인슈타인을 찾았다. 자유주의자 같은 옷차림의 젊은 특허국 심사관은 다소 헝클어진 머리카락을 쓸어 올리면서 이들을 맞았다. 이 젊은 재야 물리학자는 자신의 논문에 대한 어떤 질문에도 모두 답할 수 있을 만큼 자신 있었다. 특허국에서 2년을 더 일한 뒤인 1907년, 아인슈타인은 드디어 스위스 베른대에 자신의 여러 논문과 이력서를 제출했다. 공부를 계속하기 위해서는 대학으로 가야 했던 것이다. 박사학위논문이 통과된 지 얼마되지 않은 젊은 물리학자였지만, 아인슈타인은...
  • 과학동아가 선정한 이달의 책 | 과학한다는 것 |[Fun] 상대성이론에서 전율을 느껴본 적 있나요? 심장을 울렸던 음악 한 곡. 손에서 떨어지지 않던 소설 한 편. 가슴에 날아와 박혔던 드라마 속 명대사…. 인생에서 각자 하나씩은 가지고 있는 기억일 것이다. 그런데, 혹시 그만큼 내 마음을 움직였던 ‘과학’은 없을까? 이 책의 저자 에른스트 페터 피셔는 자연과학을 이해하는 일이 문학과 예술만큼 정신적인 기쁨을 줄 수 있다고 말한다. 과학은 무엇보다 자연의 아름다움을 느낄 수 있게 해주니까. 기자는 상대성이론을 처음 어렴풋이 이해했을 때 느꼈던 전율을 잊을 수 없다. 세상에, 시간과 공간이 절대적인 게 아니라니! 엄청난 가치관의 혼란을 겪으며 내가 보고 겪은 세계 자체를 의심하게 됐다. 머릿속에서 우주를 통째로 새로 그려야 했다. 그날은 유독 밤하늘이 가까워 보였다. 어떤 예술작품에서도 얻을 수 없었던 경이로움이었다. 취재를 위해 과학서...