도서 소개
시간과 공간, 질량 개념을 넘나드는 현대 물리학 '상대성 이론'. 시간, 공간, 질량 개념을 뒤엎은 상대성 이론을 기초부터 찬찬히 정리한 책이다. 특히 중.고등학생들이 쉽게 이해할 수 있도록 대화체 형식으로 설명하고 있다.
독자들의 연령대와 비슷한 고등학생 한빛이와 미리내가 주인공으로 등장하여 천왕성 박사와 함께 이야기하면서 공부한다. 동갑내기 친구인 한빛이와 미리내는 우연히 천왕성 박사의 강의를 들으면서 상대성 이론에 관심을 가진다. 그리고 천왕성 박사의 설명은 매번 한빛이의 꿈속에서 현실처럼 재현되어 상대성 이론의 세계를 직접 경험하게 된다.
왜 빠른 속도로 움직이면 시간이 느려지는지, 어떻게 뚱뚱해지지 않으면서 몸무게가 늘어나는지, 왜 모두에게 시간이 똑같이 흘러가지 않는지, 시간 여행은 가능한지 등을 우리 생활에서 일어나는 현상들을 예로 들어 차근차근 설명하고 있다. 특히 '우라시마 효과', '쌍둥이 패러독스' 등 쉽게 이해하기 힘든 용어나 이론들은 본문 하단에 각주를 통해 보충 설명을 해주고 있다.
출판사 리뷰
시간과 공간, 질량 개념을 넘나드는 현대 물리학‘상대성 이론’
지난 수세기 동안 인류의 과학 발전은 수많은 선각자들이 자연현상에서 규칙을 발견하여 법칙 또는 원리를 세우면서 이루어졌다. 고전 물리학의 가장 획기적인 이론이 뉴턴의 운동 법칙이라면 현대 물리학에서는 아인슈타인의 상대성 이론이라 할 수 있다. 시간의 진행 속도가 지연되거나 물체의 길이가 짧아지는 등 일상생활 속에서 믿을 수 없을 것 같은 현상들을 예상한 상대성 이론은 마술 같이 보일 수 있다. 그러나 상대성 이론은 뉴턴 이후 최대의 물리학 혁명으로 물리 세계를 이해하는 데 없어서는 안 되는 개념이다. 아인슈타인은 1905년에 특수 상대성 이론을 발표하고 그 10여 년 후에는 일반 상대성 이론으로 발전시켜 현대 물리학의 새로운 세계를 열었다. 100여 년이 지난 지금, 이 이론들은 모든 과학자들에게 받아들여졌지만 예나 지금이나 보통 사람들이 이해하기 어려운 난제임에 틀림없다.
중·고등학생의 눈높이에 맞추어 대화체 형식으로 설명하고 있다.
상대성 이론은 발표되면서부터 전 세계인을 놀라게 했다. 그리고 당시에 상대성 이론을 이해한 과학자는 드물었을 만큼 이 이론은 난해하고 어렵다. 심지어 전공자들조차도 상대성 이론은 매우 어려운 학문이라고 한다. 그래서 일반인을 위한 상대성 이론 관련 해설책도 많이 나왔지만 이론 자체가 난해하고 어려워 그 내용을 이해하기가 쉽지 않은 것도 사실이다. 하지만 이 책은 시간, 공간, 질량 개념을 뒤엎은 상대성 이론을 기초부터 찬찬히 정리하였다. 특히 중·고등학생들이 쉽게 이해할 수 있도록 대화체 형식으로 설명하고 있다. 특히 독자들의 연령대와 비슷한 고등학생 한빛이와 미리내가 주인공으로 등장하여 천왕성 박사와 함께 이야기하면서 공부한다. 동갑내기 친구인 한빛이와 미리내는 우연히 천왕성 박사의 강의를 들으면서 상대성 이론에 관심을 가진다. 그리고 천왕성 박사의 설명은 매번 한빛이의 꿈속에서 현실처럼 재현되어 상대성 이론의 세계를 직접 경험하게 된다.
상대성 이론의 핵심 원리를 수식이 아닌 일상생활에 접목된 현상으로 이해한다.
상대성 이론은 생소하고도 어렵다. 그런 만큼 학생들이 상대성 이론을 이해하기 위해서는 복잡한 물리학 수식이 아니라, 핵심 개념을 일상생활에 접목된 현상과 그림으로 이해하는 것이 좋다. 과학 원리를 가장 효과적으로 이해하는 방법은 과학 이론을 실생활에 적용해 생각하는 것이다. 그래서 이 책에서는 왜 빠른 속도로 움직이면 시간이 느려지는지, 어떻게 뚱뚱해지지 않으면서 몸무게가 늘어나는지, 왜 모두에게 시간이 똑같이 흘러가지 않는지, 블랙홀은 어떤 구조로 이루어졌는지, 시간 여행은 가능한지 등을 우리 생활에서 일어나는 현상들을 예로 들어 차근차근 설명하고 있다. 특히 ‘우라시마 효과’, ‘쌍둥이 패러독스’, ‘공간의 왜곡’ 등 쉽게 이해하기 힘든 용어나 이론들은 본문 하단에 각주를 통해 보충 설명을 해주고 있다.
그리고 쉽게 설명한다고 해서 깊이 있는 내용을 모두 포기하지는 않았다. 이론 이해에 꼭 필요한 설명들은 엄선해서 실었다. 기초 지식이 부족한 학생들은 그 부분을 넘어가도록 유도하였고, 기초가 탄탄한 학생들은 그 부분을 읽고 더 많은 지식을 얻도록 하였다.
- 오늘은 드디어 상대성 이론의 불가사의한 세계로 안내할 거야. 우선 상대성 이론에는 ‘특수 상대성 이론’과 ‘일반 상대성 이론’ 두 가지가 있는 건 알고 있겠지?
- 네, 근데 특수라고 하니까 어쩐지 굉장히 어려울 것 같은 느낌이 들어요.
- 음, 과학의 세계에서는 ‘일반’이나 ‘개론’ 쪽이 더 어렵지. 일반 물리학이 물리학과 수업에서 가장 어렵다는 사람도 있을 정도란다.
- 이런, 나 이번 달 일반 수학 학원 등록했는데.
- 괜찮아. 넌 뭘 들어도 점수 안 나오는 건 똑같잖아.
- 자자, 그만그만. 특수 상대성 이론이라는 것은 ‘등속도 운동’을 하고 있을 때의 이론이고, 일반 상대성 이론은 ‘가속도 운동’을 하고 있을 때의 이론이란다.
- 가속도 운동이라는 것은 속도가 변하는 운동이군요. 그래서 일반 쪽이 어려운 거고요.
- 그렇지. 그래서 등속도 운동이라는 ‘특수’한 경우의 이야기를 다루는 것이 ‘특수 상대성 이론’이지.
- 등속도 운동에서 속력=거리/시간이지요!
- 그 식이라면 나도 안다구!
- 당연하지. 그런 건 초등학생도 아는 건데.
- 그래? 요즘 초등학생들은 꽤 똑똑하구나!
- 아무튼 특수 상대성 이론부터 먼저 살펴보자.
……(이하 생략)
작가 소개
저자 : 야마구치 겐이치
와세다대학교를 졸업하고 동대학원에서 물리이론을 연구했다. 평소 학생들이 과학과 물리를 즐길 수 있도록 강의와 자료 개발에 힘쓰고 있다. 현재는 토신하이스쿨과 카와이학원에서 물리강사로 활발하게 활동 중이다. 저서로는 《두근두근 물리탐험대》《세상에서 가장 쉬운 상대성 이론 강의》가 있다.
목차
▶ 특수 상대성 이론의 세계로
특수 상대성 이론으로 출발
특수 상대성 이론, 첫 울음을 터뜨리다
광속도 일정, 이것이 중요해!
‘동시’란 무엇일까?
시간이 천천히 흐른다? 그럴리가!
쌍둥이 패러독스
길이가 줄어든다? 그런 말도 안 되는 일이?!
안녕 & 차고의 패러독스
달리면 무거워진다?!
질량이 에너지였다구?!
▶일반 상대성 이론의 세계로
웰컴 투 일반 상대성 이론
진호, 특수 상대성 이론을 복습하다
아인슈타인 방정식에 다가가자!
중력과 시간의 관계
중력으로 시공이 왜곡된다!
공포의 블랙홀
드디어 시간여행이다!
한빛이의 미래 미리보기!
