이 책은 양자론과 함께 현대 물리학의 최고 이론으로 꼽히는 상대성 이론에서 설명하는 불가사의한 현상들, 즉 시간이 느리게 흐르고, 길이(공간)가 줄어들며, 무게(질량)가 늘어나고, 빛과 공간이 휘어지는 일이 왜 일어나며 그것은 어떤 의미를 갖고 있는지를 '누구나 이해할 수 있도록' 설명하는 것을 목표로 하고 있다.
특히 이번 개정판에서는'발간 전에 두 차례나 실시한 독자들의 내용 점검'을 비롯하여, '핵심을 한눈에 보여 주는 190여 컷의 정밀한 일러스트레이션' '수식(數式)이 아닌, 원리를 눈으로 이해하도록 한 치밀한 구성'이 돋보인다. 또한 '독자가 상대성 이론에 관해 궁금해 하는 점을 별도 해설한 23개의 Q&A'를 함께 수록하였다.
출판사 서평 뉴턴 이후 최대의 물리학 혁명, 상대성 이론
아인슈타인의 상대성 이론이란 무엇인가? 그 내용을 한마디로 표현하기는 어렵지만, 시간과 길이, 속도 등이 측정하는 사람의 입장에 따라 바뀐다는 사실을 밝힌 이론이라고 할 수 있다. 예를 들어 광속에 가까운 속도로 비행하는 우주선이 월면 기지 상공을 날아간다고 가정해 보자. 달 표면에 있는 사람이 우주선을 바라보면 우주선 속의 시간은 천천히 흐르고, 우주선의 길이는 줄어든다!
아인슈타인은 1905년에 ‘특수 상대성 이론’을 발표하고, 그 10여 년 후에는 ‘일반 상대성’ 이론으로 발전시켜 현대 물리학의 새로운 세계를 열었다. 상대성 이론은 발표되면서부터 전 세계인을 놀라게 했다. 그리고 당시에 상대성 이론을 이해한 과학자는 세계에서 12명뿐이라는 말이 나올 정도로 난해하다고 알려졌다.
그 뒤 일반인을 위한 상대성 이론 해설서도 무수히 나왔지만, 이론 자체의 난해함 등의 여러 가지 이유로 그 내용을 이해하기가 쉽지 않은 것도 사실이었다.
이 책은 상대성 이론의 핵심 내용과 배경 원리를 ‘누구나 이해할 수 있도록’ 설명하는 것을 목표로 하고 있다. 이미 2006년에 발간된 초판은 독자들로부터 ‘가장 알기 쉬운 상대성 이론 해설서’라는 평을 받은 바 있으며, 이번에 새로 발간된 개정 신판은 새로 모집한 독자 모니터의 제2차 검토 의견을 적극 반영해 더욱 완성도를 높였다.
이렇듯 ‘발간 전에 두 차례나 실시한 독자들의 내용 점검’과 함께, ‘핵심을 한눈에 보여 주는 190여 컷의 정밀한 일러스트레이션’ ‘수식(數式)이 아닌, 원리를 눈으로 이해하도록 한 치밀한 구성’ 그리고 ‘독자가 상대성 이론에 관해 궁금해 하는 점을 별도 해설한 23개의 Q&A’는 이 책만의 자랑이다. 책의 내용을 하나하나 읽어 나가다 보면, 상대성 이론의 전체 구조와 핵심이 머릿속에 차곡차곡 정리된다. 상대성 이론을 처음 접하는 독자나, 상대성 이론은 어렵다고 생각해 왔던 독자 모두에게 그 핵심을 완전히 이해하는 좋은 기회가 될 것이다.
목차
1장 다이제스트 상대성 이론
특수 상대성 이론 요약 / 일반 상대성 이론 요약
2장 상대성 이론이 나오기까지
16세의 공상 / 에테르의 수수께끼 / 에테르를 찾아내는 실험 / 절대 좌표와 절대 시간 / 천동설과 지동설 / 상대성 원리 / 관성계는 어느 것이나 동등하다 / 광속도 불변의 원리 / 요점 정리 : 상대성 이론이 나오기까지
3장 특수 상대성 이론이란 무엇인가?
동시성의 불일치 / 시간의 흐름이 느려진다 / 시간이 느려지는 것은 ‘피장파장’이다 / 속도의 덧셈 / 공간이 줄어든다 / 공간이 줄어드는 것도 ‘피장파장’이다 / 상대성 이론을 체험하는 입자 / 질량이 커진다 / 질량이란 무엇인가? / 질량 = 에너지 / 요점 정리 : 특수 상대성 이론이란 무엇인가?
4장 일반 상대성 이론이란 무엇인가?
중력에 대한 도전 / 등가 원리 / 일반 상대성 이론의 핵심 / 휘어지는 빛 / 공간이 휘어진다 / 휘어진 공간과 빛 / 중력이 공간을 휘게 한다 / 휘어진 공간이란? / 중력에 의해 느려지는 시간 / 요점 정리 : 일반 상대성 이론이란 무엇인가?
5장 상대성 이론의 의미
그리고 우주론으로 / 상대성 이론이란 결국 무엇인가?
Q&A 1. 아인슈타인의 생애는 어떠했는가?
Q&A 2. 아인슈타인이 추구한 것은 무엇인가?
Q&A 3. 빛이란 과연 무엇인가?
Q&A 4. 왜 광속은 누가 보아도 같을까?
Q&A 5. 광속도 불변의 원리는 어떤 실험으로 확인되었을까?
Q&A 6. ‘동시성의 불일치’란 어떤 의미일까?
Q&A 7. 왜 시간의 흐름이 느려질까?
Q&A 8. ‘쌍둥이의 패러독스’란 무엇인가? ①
Q&A 9. 광속에 가까운 속도에서는 ‘실제로’ 물체가 줄어들까?
Q&A 10. 광속에 가까운 속도에서 질량이 커질 때 무엇이 늘어날까?
Q&A 11. ‘질량 = 에너지’의 핵반응 이외의 사례는?
Q&A 12. 질량에서 에너지로 가장 효율적으로 변환되는 반응은?
Q&A 13. 중력으로 빛이 휘어지는 현상을 실감할 수 있는 사례는?
Q&A 14. 공간의 휘어짐이란 어떤 것인가?
Q&A 15. 중력에 의한 시간의 느려짐과 특수 상대성 이론의 경우의 차이는?
Q&A 16. 상대성 이론에서 말하는 시간의 느려짐을 알 수 있는 사례는?
Q&A 17. ‘쌍둥이의 패러독스’란 무엇인가? ②
Q&A 18. 우주의 팽창을 어떻게 상상하면 좋을까?
* 독자 모니터의 ‘더 알고 싶다!’ Q&A 모음
작가소개
일본 뉴턴프레스 가나다 야스마사 金田康正 / 일본 도쿄 대학 정보기반센터 교수, 이학 박사
기무라 ?이치 木村俊一 / 일본 히로시마 대학 수학과 교수, Ph. D.
다카하시 다이스케 高橋大介 / 일본 쓰쿠바 대학 대학원 시스템정보공학연구과 부교수, 이학 박사
스기하라 고이치 杉原厚吉 / 일본 메이지 대학 첨단수리과학연구소 특임 교수, 공학 박사
와타나베 준이치 渡部潤一 / 일본 국립천문대 부교수, 이학 박사
우에노 겐지 上野健爾 / 일본 욧카이치 대학 수학연구소장, 이학 박사
후지이 겐이치 藤井賢一 / 일본 독립행정법인 산업기술종합연구소 실장, 공학 박사
가토리 히데토시 香取俊秀 / 일본 도쿄 대학 대학원 공학계연구과 교수, 공학 박사
고바야시 다카요시 小林孝嘉 / 일본 전기통신 대학 양자물질공학 전공 교수, 이학 박사
사토 후미타카 佐藤文隆 / 일본 교토 대학 명예 교수, 이학 박사
신카이 히사아키 眞貝壽明 / 일본 오사카 공업대학 정보과학부 교수, 이학 박사
아베 마사나오 安部正眞 / 일본 우주항공연구개발기구 우주과학연구소 부교수, 이학 박사
호소카와 미즈히코 細川瑞彦 / 일본 정보통신연구기구 경영기획부 부장, 이학 박사
후쿠시마 도시오 福島登志夫 / 일본 국립천문대 천문정보센터 센터장, 이학 박사
후타마세 도시후미 二間瀨敏史 / 일본 도호쿠(東北) 대학 대학원 이학연구과 천문학 전공 교수. Ph.D.
로저 펜로즈 Roger Penrose / 영국 옥스퍼드 대학 교수, Ph.D.
리 스몰린 Lee Smolin / 캐나다 페리미터 이론물리학연구소 연구원, Ph.D.
리사 랜덜 Lisa Randall / 미국 하버드 대학 물리학교실 교수, Ph.D.
리처드 코트 J. Richard Gott III / 미국 프린스턴 대학 우주물리학과 교수, Ph.D.
킵 손 Kip S. Thorne / 미국 캘리포니아 공과대학 이론 물리학 파인먼 명예 교수, Ph. D.
무라야마 히토시 村山 齊 / 일본 도쿄 대학 국제고등연구소 수물연휴우주연구기구(IMPU) 기구장, 이학 박사
스기야마 나오시 衫山 直 / 일본 나고야 대학 대학원 이학연구과 교수, 이학 박사
와타나베 준이치 渡部潤一 / 일본 국립천문대 부대장(副臺長), 이학 박사
요시다 나오키 吉田直紀 / 일본 도쿄 대학 국제고등연구소 수물연휴우주연구기구(IMPU) 특임 부교수, Ph.D.
이코마 마사히로 生駒大洋 / 일본 도쿄 공업대학 대학원 이공학연구과 조교, 이학 박사
