flimofoil
아인슈타인의 전쟁 본문
무진장 오랜만에 읽은 책.
한창 읽을 때가 18년도 제주도였으니 대략 2년만에 제대로 읽었다. (중간엔 드문드문.. 읽는둥 마는둥)
고장난 귀를 들고 토익시험을 친 후 돌아오는 버스에서 유튜버가 리뷰해주는 영상을 읽고 바로 주문을 했다.
" 책은 이렇게 쓰는 것이다. 라는 것을 읽고나면 알게 될겁니다. "
괜히 꽂히게 만든 말이다. 이공계지만 물리를 지독히 싫어했던 내가 아인슈타인과 관련된 책을 사다니
죄책감 없이 쉰다는 개념으로 블루투스 스피커를 틀어두고 삼일동안 틀어박혀 완독 해버렸다.
책의 주제는 상대성 이론을 발견하고 사람들에게 인정받기 까지의 아인슈타인의 전쟁.
이론적인 부분이 깊게 나오면 어쩌지 하는 걱정이 앞섰지만 다행히 이해할만한 정도였다.
이론보다는 오히려 1차 세계대전(1914-18) 전 중 후로 아인슈타인의 인간적인 모습, 고뇌, 어려움, 협력 등 아인슈타인의 일대기를 가지고 만든 한편의 소설 같은 느낌.
초반 100-200페이지 까지는 낯선 유럽식 이름이 너무많이나와서 혼란스러웠지만 동그라미 쳐가며 읽으니 뒷부분은 소설처럼 술술 읽혔다.
읽으며 인상깊었던 점이 몇가지 있는데,
1. 일반상대성 이론
대~충 넘어듣고 시간과 공간이 상대적인것이구나 ~ 과거도 가고 미래도 가고 마법같다 라고 생각했다.
책을 읽다보니 아인슈타인의 일반상대성 이론은 마법이 아니었다. 완벽히 이해하진 못했지만, 우주에는 시간과 공간이 동시에 존재하며 이 시공간의 곡률을 통해 중력을 기하학적 성질로 간주한다.
즉, 중력의 차이에 의해(가령 거대한 질량의 행성의 큰 중력) 공간과 시간이 상대적으로 변할 수 있다는 것이다.
인터스텔라에서 큰 중력을 가진 밀러행성의(영화에서는 블랙홀 때문으로 나온다) 1시간이 지구의 7년과 같다는 것에 사용된 논리. 여기서 중요한 것은 시간은 상대적이라는 것이다. 지구에서 7년은 밀러행성의 1시간이지만 밀러행성에 있던 사람들에게는 일반적인 1시간이 지난 것이다. 직접 느끼는 변화는 없지만 중력에의해 상대적인 시간의 차이가 발생했다는 것.
시간은 상대적이다.
특이한 점은 아인슈타인은 이론물리학자(?)로 사고를 통한 추론으로 이 상대성이론을 이끌어냈다.
1905년 특수상대성 이론
상대성 원리(등속도 운동을 하는 모든 물체에게 동일한 물리법칙 적용됨)
광속 불변의 원리(진공 속에서 빛의 속력은 어디서 보아도 똑같다)
이 두가지 전제를 통한 사고실험
움직이는 기차 내에서 빛을 위로 쏘면 안에서는 빛이 위로올라갔다 내려오는 것처럼 보임.
하지만 밖에서 창문을 통해 기차내부를 봤을때 빛은 포물선을 그리며 반사됨.
시간 = 거리 / 속력의 공식으로 보면 속력(빛)은 동일하나 거리가 멀어졌다 -> 시간이 늘어난다.
1915 일반 상대성 이론
특수 상대성원리에 등가원리(가속운동과 중력을 받는 것 두가지를 구분할 수 없다)를 적용.
이를 통한 사고실험
우주선이 로켓추진의 가속을 받아서 상승하고있다.
외부에서 보면 당연히 가속운동에 의한 추진이지만, 내부에서보면 아래로 끌리는 힘이 가속운동에 의한 것인지 아니면
중력에 의한 것인지 알 수 없다는 것이다.
또한 이 추진중인 우주선에 구멍을 뚫고 빛을 쏜다면 빛은 포물선을 그리며 입구 반대쪽 벽에 부딪힐 것이다.
빛은 질량이 없는데 어떻게 휠 수 있을까 ?
답은 빛이 휜 것이 아니라 공간 그 자체로 휘어 포물선이 최단거리가 되었다는 뜻이다.
자연은 항상 최소한의 힘만 사용한다.
2. 주인공
아인슈타인과 에딩턴
이 책에서는 상대성 이론 그 자체보다 이론이 세상에 나오고 인정받기까지의 과정을 주요하게 다룬다.
아인슈타인의 일반 상대성 이론을 증명하기 위해 필요했던 세가지.
1) 수성의 근일점 이동
2) 중력의 휨
3) 적색편차
이 중 수성의 근일점 이동은 아인슈타인이 증명해 내었지만 하나로는 부족했다.
적색편차는 당시의 기술로는 증명 할 수가 없었고, 남은 한가지가 중력의 휨 관측이다.
이론상으로 개기일식 때 태양의 테두리쪽에서 관측된 별들이 원래의 위치(태양이 없을 때)와 편차가 발생한다면
그것은 거대한 질량을 가진 태양의 중력에 의해 빛이 휜 것으로 판단 할 수 있었고 아인슈타인은 1.75의 편차를 예상했다.
이를 위해 필요했던 것이 천문학자와의 협력.
독일출생으로 스위스로 국적을 변경했지만 다시 독일로 돌아와 실험실에서 연구중인 아인슈타인
영국출신의 엘리트 천문학자 에딩턴
둘의 협력은 자연스러워 보이나 그렇지 않다.
독일과 연합국(영국포함)은 당시 제 1차 세계대전(1914-18) 중이었고, 독일의 과학계가 연합국의 학살을 위한 실험을 자행하자 연합국 및 전세계의 과학계에서 독일과학인들을 퇴출하고 있었다.
에딩턴과 아인슈타인 둘 다 국제주의(과학계는 정치, 전쟁과 별개여야 한다)로서 전쟁에 가담하지 않았고, 에딩턴은 적국의 과학자 아인슈타인의 이론을 직접 증명하는 아이러니한 상황으로 자신의 평화주의를 알리고 세계에 국제주의의 씨앗을 심으려 했다.
서로 편지한통 주고받을 수 없는 전시상황에서 아인슈타인의 이론을 바탕으로 에딩턴은 직접 연구하여 영국 학회에서 그 중요성을 알렸고 중요한 증명이 될 수 있는 1919년 개기일식 원정을 결국 설득해내어 일반 상대성 이론을 증명해 내는데 성공한다.
책을 읽다보면 에딩턴은 본인의 가치관(평화주의, 양심적 병역거부), 명석한 두뇌, 청중을 압도하는 말재주로 아인슈타인의 상대성이론 증명을 돕는데, 에딩턴이 없었다면 상대성 이론의 증명은 수십년 미루어 졌을 수도 있다는 생각을 했다.
3. 아인슈타인의 인간다움 ?
군국주의를 싫어하던 반항아
담배
복잡한 여자관계(여러여자들과 관계를 가지는 것에 죄책감따위는 느끼지 않음) 기억에 남는것은 불륜녀 엘자와 결혼하고, 엘자의 딸(20살 이상 차이)과도 이성적인 관계를 맺은 정황이 있다는 것. 역시 과학자는 다 ㄸㄹㅇ
재능에 더불어 그의 노력들.
4. 프리츠 하버
질소고정법을 개발한 유명한 과학자. 라고만 배웠었는데
세계 1차대전 간 독일의 승리를 위해 생화학무기를 만드는데 지대한 공을 세움.
이 내막을 알지만 전쟁 이후 노벨상 수상(?)
사람이 할짓을 한 것은 아니지만 전쟁이라는 특수한 상황에서 본인이 어떤 선택을 할 수 있었을까 싶기도 하다.