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가장 쉽게 이해하는 우주와 시공간의 비밀!
우주의 역사와 블랙홀, 상대성 이론과 양자 역학을 이해해 나가는 신나고 짜릿한 시공간 여행

일반 상대성 이론과 특수 상대성 이론, 양자 역학과 빅뱅 이론, 블랙홀과 웜홀 등 우리는 한 번쯤 현대 물리학의 용어와 이론들을 들어 봤다. 그러나 정작 이 용어와 이론들에 대해 우리는 얼마나 제대로 알고 있을까? 누군가가 이에 대해 질문하면 대답할 수 있을까? 《처음으로 떠나는 시공간 여행》은 우리 일상에 침투해 있는 현대 물리학 용어와 이론을 가장 쉽게 이해할 기회를 제공한다. 이름은 알지만 그게 무엇인지는 도통 설명할 수 없는, 알듯 하지만 결코 이해하지 못했던 현대 물리학의 어려운 이야기들을 두 명의 프랑스 물리학자가 재미있고 쉽게 풀어 설명하는 이 책을 통해 우리를 둘러싼 시공간을 이해하는 여행을 떠나 보자.

갈릴레이부터 뉴턴, 아인슈타인에 이르기까지
현대 물리학 역사를 관통한 학자들과의 만남
시공간의 상식을 뒤흔든 현대 물리학의 역사를 쌓아 간 인물들은 누가 있을까? 흔히 생각하는 뉴턴과 아인슈타인을 넘어, 처음 상대성 원리를 제시한 갈릴레이로부터 시작하는 이 책의 여행은 현대 물리학의 역사를 쌓은 과학자들의 발자취를 따라가며 이들이 제시한 개념들을 알기 쉽게 설명한다. 보는 관점에 따라 시간과 거리가 달라지는 아인슈타인의 상대성 이론, 최초로 중력을 제시한 뉴턴의 물리 법칙 등 누구나 그 이름을 알고 있지만 막상 이야기하려면 제대로 설명하기 어려운 물리학의 개념들이 순서대로 소개되며 시공간에 대한 기초 지식을 차례로 쌓게 한다. 영의 이중 슬릿, 마이컬슨과 몰리의 간섭계 실험, 슈뢰딩거 고양이, 랑주뱅의 쌍둥이 역설 등 현대 물리학을 이해하기 위해 알아야 할 다양한 실험의 내용들이 간단명료하게 제시되어 누구든 그 핵심을 이해할 수 있으며, 어려운 물리 방정식 등이 최대한 배제되어 물리학의 어려움에 대한 거부감을 가진 독자들도 손쉽게 접근할 수 있다. 현대 물리학의 역사적 흐름을 따라가며 시공간 개념을 이해해 가는 동안 독자는 천천히 물리학의 기본 지식을 쌓아 간다. 언뜻 듣기에는 말도 안 되는 소리처럼 들리는 “시공간은 구부러져 있다”는 이야기도, 이 책을 따라 시공간 여행을 하다 보면 자신도 모르게 고개를 끄덕이게 된다.
‘물리학이 이렇게 재미있었나?’라는 생각과 함께 페이지를 넘기다 보면 어느새 우리가 살고 있는 지구를 넘어 우주 공간에 도착하게 된다. 가장 매력적인 물리학 개념인 ‘블랙홀’과 함께 우주의 탄생과 그 끝을 예측해 보며 무한한 상상을 펼치는, 현대 물리학의 정점과 만나는 순간이다.

블랙홀, 웜홀, 타임머신과 우주의 종말까지
무한한 상상에 사로잡히는 시공간의 신비
‘블랙홀’과‘빅뱅 이론’만큼 대중에게 잘 알려진 물리학 개념이 있을까? 우주의 최초 순간과 모든 것을 집어삼키는 불가사의한 공간으로서 대중에게 소비되는 두 개념에 대해 이 책은 그 내용을 친절히 설명하며 우주의 역사와 그 끝을 다루는 다른 이론들도 함께 소개한다. 최초의 순간으로 거슬러 올라가는 여행을 통해 우리 우주가 그동안 어떤 순간들을 거쳐 왔는지, 그리고 앞으로 어떤 순간들을 거칠 것인지 예측하며 우주의 거대함과 다양성, 예측 불가능성을 동시에 이야기한다.
영화 같기도 하고 철학적이기까지 한 이 여행에서는 그동안 미디어에서 다뤄졌던 상상 속 이야기에 대한 과학적 검증까지 더하며 우리의 시야를 넓혀 준다. 〈인터스텔라〉의 시간 여행은 과연 가능할까? 〈스타 워즈〉 시리즈에 등장하는 가공할 무기를 현실에 구현할 수 있을까? 영화나 드라마를 보며 한번쯤 품었던 의문들을 막간 이야기를 통해 해소해 가면서 독자는 우주의 시작과 끝을 주행하는 짜릿한 여행에 동행한다.
블랙홀에 가까이 다가가면 일어나는 일들, 그 유명한 ‘사건 지평선’이란 무엇이며 그곳에서는 구체적으로 어떠한 일이 일어나는지 등을 알아 가다 보면 물리학이 현재 어디까지 다다라 있는지, 오늘날의 쟁점은 무엇이며 우주의 신비에 보다 가깝게 다가가기 위해 어떠한 프로젝트가 진행되고 있는지에 대한 이야기에 도달한다. 갈릴레이로부터 시작한 여행이 오늘날에 도달하면서 이 책의 이야기는 멈추지만, 독자의 여행은 결코 멈추지 않는다. 이 책을 덮는 순간 주변을 돌아보며, 하늘을 올려다보며 무한한 시공간을 향한 자신만의 여행이 시작되기 때문이다. 아직도 갈 길이 멀고 신비로움이 가득한 무한한 세계로의 여행, 그 시작을 《처음 떠나는 시공간 여행》과 함께 해 보는 것은 어떨까.

여행에 앞서

첫 번째 여행: 시공간의 혁명
1. 고전물리학
예언적 선구자, 갈릴레이
뉴턴의 세계
빛의 모호한 성질
에테르라는 신기루

2. 특수 상대성 이론
재조정된 시간과 공간
절대성의 끝
랑주뱅의 역설
E=mc² 파헤치기

두 번째 여행: 새로운 중력
3. 만유인력
뉴턴의 사과
해왕성 발견
수성의 타원 궤도

4. 일반 상대성 이론
행복한 생각
유연한 시공간
용기에서 내용물로
우주의 렌즈






도서출판 북스힐 (01043) 서울 강북구 한천로 153길 17 Tel: 02-994-0071 Fax: 02-994-0073
www.bookshill.com bookshill@bookshill.com


세 번째 여행: 살아 있는 우주
5. 팽창하는 우주
우주에 역사가 있을까?
탈출하는 은하
우주 팽창의 가속화
우주론은 암흑 마술인가?

6. 간략한 우주의 역사
기원을 찾아서
최초의 원자
우주 복사
항성에서 블랙홀까지
영원의 끝

네 번째 여행: 시공간의 신비
7. 블랙홀
블랙홀의 탄생
블랙홀을 보다
블랙홀의 중심으로
불가사의한 블랙홀
작고 더 작은 구멍들

8. 중력파
거대한 충돌
초대형 간섭계
다중 신호 천문학

여행을 마치며
참고문헌
찾아보기

그 해답은 수십 년이 지나고 양자 물리학의 탄생과 함께 밝혀졌다. 양자 물리학이 실제로 진공은 존재하지 않는다는 것을 증명했기 때문이다. 우리가 흔히 ‘진공’이라고 부르는 공간이 사실은 진공이 아니라는 것이다. 진공은 무수한 입자가 다발적으로 생성되고 파괴되는 불가사의한 현상들로 가득 차 있다.
-〈에테르라는 신기루〉중 41~42쪽

지구의 중력이 우리를 끌어당긴다는 말은 어떤 의미에서는 비행기가 이륙할 때 좌석이 우리를 끌어당긴다고 말하는 것만큼이나 터무니없는 이야기다. 다시 말하지만 지구는 우리를 끌어당기지 않는다. 엘리베이터의 바닥처럼 지면이 위로 가속하는 것이다.
- 〈행복한 생각〉 중 105쪽

중력이 시간을 늦추고 지구로부터 멀어질수록 감소한다는 사실에서 무엇을 추론할 수 있을까? 바로 높은 곳에서 시간이 더 빨리 흐른다는 것이다! 건물의 꼭대기 층에 사는 사람들은 1층에 거주하는 사람들보다 빨리 늙는다.
- 〈행복한 생각〉중 108쪽

슈바르츠실트 반지름이라고 불리는, 물체로부터 떨어진 특정 거리에서는 빛의 속도로 수영하지 않는 한 물살에 저항할 수 없게 된다. 이 지점에서는 중력 당김이 너무 강해서 빛조차도 빠져나가지 못하는데, 이를 사건 지평선이라고 한다.
- 〈블랙홀의 탄생〉 중 201쪽

이 여행의 놀라운 첫 번째 구간은 빛이 빠져나오기에는 블랙홀과 너무 가깝지만 빨려 들어가기에는 먼 매우 특별한 영역인 광구 통과다. 지구를 공전하는 달처럼, 광구의 광선은 덫에 걸린 듯이 블랙홀 주위를 끊임없이 돌며 빛의 구체를 형성한다. 여기서 추락을 잠시 멈추고 경치를 즐겨 보자. 어디서도 볼 수 없는 독특한 볼거리가 눈에 들어올 텐데, 바로 당신의 뒤통수다!
- 〈블랙홀의 중심으로〉 중 210쪽