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GSI 중력파 과학수사대

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책소개

상대성이론의 아인슈타인 박사가 주장한 중력파,
드디어 100년 만에 중력파 발견에 성공했다
그런데 중력파는 과연 무엇일까? 그리고 왜 중요할까?

지난 2016년 2월 11일, 전 세계를 놀라게 한 발표가 있었다. 약 100년 전 알베르트 아인슈타인 박사는 우주상에 중력파라는 존재가 있다는 것을 주장했다. 하지만 이론상으로만 그 존재를 주장했을 뿐 중력파를 입증할 증거를 실제로 발견하지는 못했었다. 그러던 중 인류는 드디어 2015년 9월 14일, 아인슈타인이 주장한 지 100년 만에 최초로 중력파 발견에 성공했고, 2016년 2월에 전 세계에 그 사실이 발표가 되었다.
당시 큰 이슈가 되면서 국내에서도 중력파에 대한 관심이 아주 높았다. 하지만 일반인들은 그 중력파가 무엇인지, 그리고 이 중력파의 발견이 왜 중요한지 알기 어려웠다. 그렇다면 중력파는 무엇이고, 왜 중요한 것일까? 그리고 이렇게 중요하다는 중력파에 대해 일반인들이, 특히 어린이들이 쉽게 알 수 있는 방법은 없을까?

출판사 서평

한국중력파연구협력단 이형목 단장 추천

“중력파를 이해하는 데 더없이 중요한 내용을 담고 있으면서도
과학 추리 소설이라는 양식을 빌려 누구나 재미있게 읽을 수 있습니다.”

2115년의 우주정거장을 블랙홀에서 구해라!
중력파 과학수사대와 함께 이해하는 신기하고 재미있는 중력파 이야기

제57회 한국출판문화상 저술상 수상작이
어린이를 위한 책으로 새롭게 태어나다
전 세계 단 하나뿐인 어린이를 위한 중력파 책

한국국가수리연구소의 오정근 박사는 지난 2016년 2월, 전 세계의 이슈였던 중력파의 발견에 맞추어 『중력파, 아인슈타인의 마지막 선물』이라는 책을 썼다. 그리고 이 책으로 제57회 한국출판문화상 저술상을 수상했으며, 이 외에도 2016 세종도서 학술부문 우수작, 2016 아태이론물리센터 올해의 과학도서에 『중력파, 아인슈타인의 마지막 선물』이 선정되었다. 이 책은 성인을 대상으로 한 교양과학서라서 어린이나 청소년들이 읽기엔 그 내용이 어려울 수 있다. 그래서 책 출간 후 1년 만에 어린이, 특히 초등학교 5~6학년 고학년 어린이들을 위한 ‘어린이용 중력파 책’을 출간하게 되었다. 바로 신간 『GSI 중력파 과학수사대』이다. 이 책은 2017년도 세종도서 교양부문 우수작, 올해의 청소년교양도서로 선정되었고 2020년 드디어 개정판이 출간된다.
책은 2115년 미래의 우주정거장에서 발생한 문제와 위기를 중력파 과학수사대(GSI) 대원들이 과거와 미래, 시간과 공간을 이동하면서 해결해낸다는 이야기이다. 재미있는 과학추리 소설의 형식을 빌렸지만 이 책에서는 ‘중력파란 무엇일까? 중력파는 어디서 발생하나? 중력파로 무엇을 할 수 있을까?’ 등등 중력파에 대한 궁금증을 다양한 그림 및 설명과 함께 아주 쉽게 풀어냈다. 즉, 『GSI 중력파 과학수사대』는 국내, 아니 전 세계에 단 하나뿐인 어린이를 위한 중력파 책이다.
중력파 과학수사대 대원들의 흥미로운 모험을 따라가다 보면 어려운 중력파 이론도 더 이상 어렵지 않다. 재미있는 스토리 진행뿐만 아니라 책에서는 중력파에 관한 역사적 사실은 물론 중력파와 관련된 여러 과학자들을 소개한다. 상대성이론의 아인슈타인, 중력파 실험의 선구자 조지프 웨버, 블랙홀이라는 이름을 처음 사용한 존 휠러, 영화 〈인터스텔라〉로 유명한 킵 손 등등 중력파 발견과 연구에 공헌한 여러 과학자들을 소개하고 있다. 따라서 이 책은 자라나는 ‘과학 꿈나무’들에게 꿈과 희망을 심어줄 훌륭한 책이라고 할 수 있다.
또한 중력파 이론이 쉽지만은 않기 때문에 장이 넘어가는 곳곳에 ‘레이 박사의 칠판’이라는 쉬어가는 부록 부분을 넣었다. 여기서는 자칫 어려울 수 있는 과학적 용어와 내용을 간단한 그림과 설명으로 쉽게 풀고 있다. ‘중력파 과학수사대’의 활약을 담은 흥미진진한 이야기를 읽으면서도, 중력파 이론에 대한 공부도 함께 할 수 있어 아주 유익하다.

중력파는 천체를 관측하는 새로운 수단
블랙홀의 신비와 우주 탄생의 비밀을 밝히다!

중력파는 우주공간상에서 별과 별의 충돌, 또는 별의 폭발 등 급격한 변화가 생겼을 때 마치 물결이 퍼져나가는 것처럼 특정 파동이 발생하는 것을 말한다. 이 중력파는 그 크기가 아주 작아서 관측을 하기가 무척 어려운데, ‘라이고’라고 하는 관측소에서 수많은 연구진들의 노력 끝에 발견을 하게 되었다.
그동안 우주를 연구할 때 블랙홀은 빛이 빠져나올 수 없기 때문에 망원경으로 관측할 수 없었다. 하지만 중력파는 우리 지구에까지 전달되기 때문에 이 중력파를 통해 블랙홀의 모습을 확인할 수가 있다. 즉, 무엇보다도 이 중력파가 중요한 이유는, 이 중력파 발견이 우리가 새로운 시대로 갈 수 있는 발판이 된다는 것이다. 마치 400여 년 전에 갈릴레이가 망원경을 가지고 밤하늘을 보며 그동안 몰랐었던 우주의 신비를 밝혀냈던 것처럼, 중력파를 통해 블랙홀의 신비, 우주 탄생의 비밀 등이 밝혀지게 될 것이라고 과학자들은 전망하고 있다.
국가과학자이자 한국중력파연구협력단장인 이형목 서울대학교 물리천문학부 교수 역시 “중력파에 관한 연구가 우주를 연구하게 해주는 새로운 수단이 될 것”이라고 말하고 있다.

“2115년의 우주정거장을 블랙홀에서 구해라!”
중력파 과학수사대와 함께 이해하는
신기하고 재미있는 중력파 이야기

[줄거리] 2115년의 우주정거장은 중력이라는 힘의 신비를 밝혀내고, 그것을 이용해서 놀라운 기술문명을 이룩해낸다. 바로 100년 전인 2015년에 중력파를 발견함으로써 가능한 일이었다. 인류는 이후 발전에 발전을 거듭했다. 중력의 실체를 더욱 명확히 알게 되었고, 그 힘의 본질을 이용하기 시작했다. 중력을 응용한 ‘중력공학’이라는 새로운 학문이 생겨나서, 이를 이용하여 생활을 바꾸었고, 인류는 오래전에 알려진 이론을 이용해서 우주정거장을 블랙홀 근처에 건설하고 블랙홀로부터 에너지를 뽑아내어 사용하고 있었다. 하지만 이 우주정거장을 유지해주는 블랙홀의 에너지가 점점 사라져 우주정거장은 블랙홀로 빨려 들어가 버릴 위기에 처하는데….
이에 레이 박사는 봄, 민, 승연 세 명의 ‘중력파 과학수사대’ 대원에게 그 원인이 무엇인지 조사를 지시한다. 시공간을 초월할 수 있는 웜홀을 통해 중력파 이론의 발견과 관계된 과거로, 그리고 다시 현재와 미래로 이동하는 흥미진진한 모험! 과연 ‘중력파 과학수사대’는 2115년의 우주정거장을 위기에 빠뜨린 원인을 밝혀낼 수 있을까? 그리고 우주정거장을 블랙홀에서 구해내고 다시 우주의 평화를 찾을 수 있을까?

등장인물 소개
레이 박사 (46, 남)
블랙홀 기지와 중력파 과학수사대(GSI)의 책임자. 천문학, 물리학, 중력공학을 전공한 과학자이다.

봄 대원 (18, 여)
천문학을 전공한 중력파 과학수사대 수사대원. 폭넓은 과학지식을 가지고 있다.

민 대원 (17, 남)
중력공학을 전공한 중력파 과학수사대 수사대원. 행동이 재빠르고 순간적인 재치가 있다.

승연 대원 (16, 여)
물리학을 전공한 중력파 과학수사대 수사대원. 변장에 능하고, 붙임성이 좋다.

승민 대원 (15, 남)
정보공학을 전공한 중력파 과학수사대 신입대원. 암행과 도청을 잘한다.

세실 박사 (60, 여)
블랙홀 기지의 과거 책임자. 우주정거장 문명의 기초를 이룩한 천재 과학자

추천사

중력파는 아인슈타인이 1916년에 예측했고 2015년에 실제로 발견되었습니다. 중력파에 관한 연구가 우주를 연구하게 해주는 새로운 수단이 될 것은 틀림없습니다. 오정근 박사는 한국중력파연구협력단의 일원으로 이러한 중력파 발견에 기여했으며 그 과정을 생생하게 목격했습니다. 『GSI중력파 과학수사대』는 이러한 경험을 바탕으로 쓴 책이기 때문에 흥미진진할 뿐 아니라 여기에 나오는 역사적 사건 역시 매우 정확합니다. 중력파를 이해하는 데 더없이 중요한 내용을 담고 있으면서도 과학 추리 소설이라는 양식을 빌려 누구나 재미있게 읽을 수 있습니다. 이러한 책이 나왔다는 사실이 너무 기쁘고, 이 책을 통해 과학에 이렇게 흥미로운 면이 있다는 것을 많은 사람이 알게 될 것입니다.

목차

등장인물
등장하는 과학자
GSI 수사일지
이 책을 읽기 전에
들어가며

위기 -2115년
이론의 탄생 -1916년
아인슈타인 박사의 실수 -1936년
중력파를 찾아서 1 -1956년
다시 본부로 -2115년
중력파를 찾아서 2 -1969년
중력파를 찾아서 3 -1974년
역사의 현장, 라이고 -1999년
도전과 흥분의 시기 -2011년
사라진 흔적 -2016년
잃어버린 신호 -2015년
폭발의 위기 -2022년
다시 찾은 미래 -2115년

본문중에서

중력파를 통해 그동안 천문학자들이 보지 못했던 새로운 별들을 관측할 수 있습니다. 예를 들어, 블랙홀은 빛도 빨아들이기 때문에 광학 망원경으로는 관측이 어렵습니다. 그러나 이번에 중력파의 발견을 통해 새롭게 알게 된 것은 블랙홀이 실제로 우주에 있다는 것을 입증한 것이지요. 이렇듯이 우주에서 그동안 알지 못했던 새로운 사실들을 중력파로 알 수 있게 되었습니다. 마치 400여 년 전에 갈릴레이가 망원경을 가지고 밤하늘을 보며 그동안 몰랐었던 우주의 신비를 밝혀냈던 것처럼 말이죠. 중력파를 통해 블랙홀의 신비, 우주 탄생의 비밀 등이 밝혀지게 될 것입니다. 이렇게 과학자들은 중력파를 통해 중력이라는 힘의 신비를 한 꺼풀 두 꺼풀 벗겨내리라 기대하고 있습니다.
/ 16-18쪽

이유를 알 수 없는 사이렌 소리가 울렸습니다. 다급해진 레이 박사는 얼른 사이렌이 울리는 연구실로 달려왔습니다. 이내 대원들도 다급해하면서 영문도 모른 채 연구실에 모였습니다. 봄, 민, 승연 세 대원은 큰일이 아니길 내심 바라며 레이 박사의 어두운 얼굴을 주시하고 있었습니다. 레이 박사는 이내 입을 열었습니다.
“이거 정말 큰일이군!”
내내 주시하며 듣고 있던 봄 대원이 물었습니다.
“네? 박사님, 무슨 일인가요?”
“우리 우주정거장을 유지해주는 블랙홀의 에너지가 점점 사라지고 있네. 무슨 이유에서인지 블랙홀에서부터 에너지를 추출해 오는 장치의 효율이 점점 떨어지고 있어. 이대로 가다가는….”
“네?”
모든 대원은 크게 놀라며 소리쳤습니다.
“박사님, 그러면 이제 우리 우주정거장이 더 이상 궤도를 유지하지 못한 채 블랙홀로 빨려 들어가 버린다는 이야기인가요?”
/ 23-24쪽

아인슈타인 박사는 가운데 놓여 있던 큰 구슬을 들었습니다. 그리고 다시 팽팽해진 보자기 위로 갑자기 던졌습니다. 보자기에 던져진 구슬은 보자기를 움푹 패도록 만들었고, 그 충격으로 보자기의 떨림이 귀퉁이를 잡고 있었던 대원들의 손에 전달되었습니다.
“어때? 손의 떨림이 느껴지기 전까지 보자기에 잔물결들이 사방으로 퍼져나가는 것이 보였지? 이게 바로 중력파란다.”
아인슈타인 박사는 초롱초롱한 눈빛으로 말을 이어나갔습니다.
“이것처럼 물체가 갑자기 운동 상태를 바꿀 때 그 중력의 변화가 시공간에서 물결처럼 전달되는 것을 중력파라고 부르는 것이란다.”
아인슈타인 박사의 설명을 듣던 봄, 민, 승연 세 대원들은 이미 다 잘 알고 있는 내용이었지만 200년 전의 과거로 돌아와 아인슈타인 박사로부터 직접 설명을 들으니 흥분되는 기분을 감출 수 없었습니다.
/ 39-40쪽

뭔가 이상했습니다. 하지만 직감적으로 큰일이 난 것이 분명함을 깨달았습니다. 계획대로라면 2016년 2월 11일 오늘 오전 10시 30분부터 중력파의 발견을 공표할 미국 과학재단 주최의 기자회견이 있어야 하기 때문입니다.
세 대원은 사무처에서 나와서 각자 곰곰이 생각하느라 말이 없었습니다.
“분명 중력파의 발견이 있어야 하는데….”
승연 대원이 말했습니다. 그리고 잠시 뒤에 다시 말을 이었습니다.
“아무래도 발견이 정말 있었는지를 확인해야겠어. 6개월 전으로 되돌아가서 꼼꼼히 확인해야 할 것 같아.” (…)
“자, 2015년 9월 14일로 가자. 민 대원과 승연 대원은 리빙스턴 관측소로 가. 나는 핸퍼드 관측소로 갈게. 동시에 확인해야 할 것들이 있으니까.”
세 대원은 다시 웜홀로 뛰어들었습니다.
/ 122-123쪽

저자소개

생년월일 -
출생지 -
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판매수 0권

서강대학교 물리학과에서 학사, 석사, 박사학위를 받았으며 일반상대성이론, 특히 블랙홀을 전공했습니다. 이화여자대학교, 워털루 대학교, 연세대학교 연구원을 거쳐 현재 국가수리과학연구소에 재직 중입니다. 2009년부터 현재까지 중력파 검출 국제 거대 프로젝트인 미국의 라이고, 일본의 카그라 연구단에서 활동하고 있습니다. 한국의 중력파 연구단을 결성하는 데 참여했으며, 한국중력파연구협력단(KGWG)의 총무 간사를 맡고 있습니다. 지은 책으로 《중력파, 아인슈타인의 마지막 선물》, 《중력파 과학수사대 GSI》가 있습니다.

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