[책 이야기] 모든 순간의 물리학 / 카를로 로벨리

 

모든 순간의 물리학

 

총 7개의 강의로 구성돼 있는데, 각 이야기별로 20세기 물리학의 혁명을 일으킨 핵심 이론들 뿐 아니라 가장 최근에 도입된 참신한 아이디어들까지 매우 간결하게 소개가 된, 전체적으로 우주에 대한 새로운 이해에 도달하도록 있도록 일반인이 알아들을 수 있도록 쉽게 소개된 책입니다. 

 

 

책 소개 

 

작가 : 카를로 로벨리 

이탈리아 태생의 저명한 물리학자. 양자이론과 중력이론을 결합하여 '루프 양자중력'이라는 새로운 개념을 만들어 블랙홀의 본질을 새롭게 규명한 우주론의 대가. 

출판사 : 샘앤파커스 

목차 

• 첫 번째 강의 _ 세상에서 가장 아름다운 이론 
• 두 번째 강의 _ 양자역학
• 세 번째 강의 _ 우주의 구조
• 네 번째 강의 _ 입자 
• 다섯 번째 강의 _ 공간 입자 
• 여섯 번째 강의 _ 가능성과 시간, 그리고 블랙홀의 열기 
• 일곱 번째 강의 _ 우리, 인간이라는 존재 

 

 

책 속 이야기 

 

제1장 세상에서 가장 아름다운 이론

 

20세기 과학 이론 중 '가장 아름다운 이론'이라 불리는 알베르트 아인슈타인의 [일반상대성이론]은 '중력장이 공간 속에서 확산되는 것이 아니라 중력장 자체가 공간이다.'라는 것을 밝혔습니다. 

 

이제 공간은 이 세상을 구성하는 ‘물질’ 중 하나가 된 것이지요. 공간은 파도처럼 물결을 이루며 휘기도 하고 굴절도 하고 왜곡되기도 하는 실체입니다. 우리는 보이지 않는 단단한 선반 위에 있는 것이 아니라 물컹하고 유연한 거대한 조개 속에 들어 있다고 할 수 있습니다. 태양은 자신의 주변 공간을 굴절시키고, 지구는 신비로운 힘에 이끌려서가 아니라 기울어진 공간 속에서 직선으로 주행하기 때문에 태양의 주위를 돕니다. 

 

깔때기 속 작은 구슬이 구르는 모습을 상상해보세요. 구슬이 구르는 것은 깔때기의 가운데 부분에서 신비한 ‘힘’이 나와서가 아니라 깔때기 벽면이 ‘곡선’이기 때문입니다. 행성들이 태양의 주위를 돌고 물체가 바닥으로 떨어지는 것도 공간이 곡선을 이루고 있어서입니다.  

 

 

 

 

제2장 양자역학 

 

1900년대 독일의 물리학자 [막스 플랑크]는 뜨거운 열 상자 속에서 균형 상태에 있는 전기장을 계산했습니다.

바로 전기장의 에너지가 [양자(Quantum)]와 같은 덩어리 형태로 분포되어 있다는 상상을 한 것입니다. 

 

그것들을 응용함에 따라 우리의 일상생활에 많은 변화가 생겼습니다. 지금 여러분들이 보고 계신 컴퓨터나 핸드폰이 그 예이기도 하지요! 

 

 

 

제3장 우주의 구조 

 

이 장에서는 일반 상대성 이론이 적용된 우주의 구조를 설명합니다. 

 

우리 지구는 다른 행성과 다를 바 없는 행성이 된 것입니다. 매우 빠른 속도로 스스로 회전하며 태양의 주위를 도는 행성이 된 것입니다. 계속해서 지식이 축적되고 인간이 사용하는 도구가 발전하면서, 태양계가 우주에 존재하는 다른 무수한 행성계와 다르지 않다는 것과 우리의 태양도 다른 별들과 똑같은 별일뿐이라는 사실이 밝혀졌습니다. 태양도 천억 개 정도의 별들이 모여 만들어진 거대한 별 구름, 즉 은하계 속의 아주 미세한 알갱이 하나에 지나지 않는 것이라는 사실을 말입니다. 

 

 

 

제4장 입자 

 

이 장에서는 양자이론을 바탕으로 한 물질의 구조를 설명합니다. 

 

공간 중에서 원자가 없는 빈 영역을 관찰해 보면 이러한 입자들이 무리를 형성하고 있는 것을 볼 수 있습니다. 그러니까 진짜 빈 공간, 완벽하게 빈 공간은 존재하지 않는 것입니다. 아주 잔잔한 바다를 가까이에서 보면 파도가 멈춘 듯 가볍게 치고 있는 것처럼, 이 세상을 형성하고 있는 입자들의 장도 작은 층을 이루며 떠다닙니다. 상상해보자면 이 세상의 기본 입자들은 모두 하루살이 같은 짧은 삶을 불안해하며 계속해서 만들어지고 또 파괴되고 있는 셈입니다.

 

 

 

제5장 공간 입자 

 

일반상대성이론과 양자역학을 결합한 새로운 양자중력의 관점에서 지금까지 이해 자체가 어려웠던 블랙홀을 새롭게 설명하고 있습니다. 

 

바다에서보다 산 위에서 시간이 더 빨리 흐르는 것과 같은 이유로, 이 가상의 관찰자와 블랙홀 외부에 있는 사람에게는 시간이 같은 속도로 흐르지 않습니다. 이처럼 시간의 흐름에 차이가 발생하는 것은 극단적인 조건이 만들어졌기 때문에, 플랑크의 별에 앉아 있는 관찰자에게는 도약의 순간이 아주 짧지만 블랙홀 밖에서 보는 사람에게는 아주 길게 느껴질 것입니다.

 

 

 

제6장 가능성과 시간, 그리고 블랙홀의 열기 

 

양자중력 관점에서 통계적인 관점을 결합하여 더욱 종합적으로 블랙홀을 이해할 수 있도록 돕고 있습니다. 

 

오래전부터 정말 믿을 수 없는 것이 인간의 순간적인 예감이라는 것을 증명하는 일들은 수없이 많았습니다. 만약 우리가 이 순간적인 예감에 집착했다면 아직도 지구가 평평하고 태양이 지구의 주위를 돌고 있다고 생각하고 있을지도 모릅니다. 이러한 예감, 즉 직관들은 한정된 경험을 바탕으로 진화했습니다. 그렇기 때문에 조금 더 멀리 내다봐야 세상이 겉으로 보이는 것과 다르다는 사실을 알 수 있습니다.

 

우리가 시간의 흐름을 인지할 수 있는 것은 바로 세상의 모호함 덕분이기 때문입니다. 

 

블랙홀의 열은 세 가지 언어(양자, 중력, 열역학)로 쓰인 로제타스톤입니다. 이 비석은 현재 누군가가 자신의 암호를 풀어 정말 시간의 흐름이 무엇인지 말해줄 날을 기다리고 있습니다. 

 

 

 

 

제7장 우리_인간이라는 존재 

 

누구나 스스로가 특별하고 모든 어머니에게 자기 자식은 특별하므로, 우리도 특별하다면 특별합니다. 그러나 우리 이외의 자연에게는 그리 특별하지 않습니다.

 

거대한 은하와 별들의 바다에서 우리는 한없이 작고 보잘것없는 존재입니다. 현실을 구성하는 무수한 형태의 벽화들 사이에서 우리는 수많은 물결무늬 중 하나일 뿐입니다.

 

우리 존재도 자연에서 일어나는 일들을 통해 만들어졌습니다. 우리는 다른 사물들과 똑같이 별 가루를 만들어졌고, 고통 속에 있을 때나 웃을 때나 환희에 차 있을 때나 존재할 수밖에 없는 존재로서 존재할 뿐입니다.

 

 

 

 

소감 한 평 

 

읽고 나면 까먹고 무슨 말인지 잘 이해가 안 되지만 읽다 보면 납득이 되는 책이라고 생각됩니다. 문과 출신이라 과학적 지식이 '0'인 제가 [모든 순간의 물리학] 책을 읽었을 때, 어렵고 딱딱한 용어의 과학책이라기보다는 한 편의 철학책을 읽고 있다는 느낌을 받습니다. 과학적 설명을 은유와 비유로 적절하게 잘 표현되어 저 같은 과알못이 읽어도 쉽게 이해가 되고, 가슴에 와닿는 물리학 책이라 생각합니다.  

 

'최초의 세상 탄생'과 '나는 누구인가?'의 대한 강한 의문과 질문을 가지고 있다면 이 모든 순간의 물리학 책부터 읽어본다면 객관적이고 과학적인 해답을 책에서 얻을 수 있지 않을까 생각합니다. 

 

 

 

 

 

 

 

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