별과 원자 : 별빛을 이해하는 순간, 현대물리학이 시작되었다

아서에딩턴

저자:아서에딩턴(SirArthurStanleyEddington)
20세기현대천문학과현대물리학의방향을바꾸어놓은영국의천문학자이자물리학자이다.
케임브리지대학교수이자왕립천문대책임자였던그는,별의내부구조와에너지문제를연구하며현대천체물리학의기초를세운인물로평가받는다.특히별이어떻게빛과에너지를만들어내는지에대한연구를통해,별과원자,우주와물질을하나의문제로연결하려했다.
에딩턴은과학사에서아인슈타인의상대성이론을세계에알린인물로도유명하다.제1차세계대전직후인1919년,그는아프리카프린시페섬으로개기일식을관측하러떠났고,태양근처를지나는별빛이휘어진다는사실을측정함으로써아인슈타인의일반상대성이론을실험적으로입증했다.이관측결과는전세계에큰충격을주었고,무명이던아인슈타인을단숨에세계적인과학자로만들었다.당시신문들은‘뉴턴의우주가무너졌다’고보도할정도였다.
그러나에딩턴의진정한업적은단순히새로운이론을소개한데에있지않다.그는누구보다뛰어난설명능력으로,현대과학이인간의세계관을어떻게바꾸고있는지를대중에게전달하려했다.상대성이론과양자론이막등장하던시기,그는별과원자,시간과공간,빛과물질이서로깊이연결되어있다는사실을누구보다먼저통찰한과학자가운데한사람이었다.
《별과원자》는그런에딩턴의문제의식이가장인상적으로드러나는책이다.그는별을연구하는일이단순한천문관측이아니라,인간이우주의구조와물질의본질을이해해가는과정이라고보았다.그리고그탐구의끝에서,인간이알고있다고믿었던세계가사실은훨씬더낯설고신비로운곳이라는사실을보여주었다.

역자:권혁
아주대영문과졸업.출판기획과번역작업을하고있다.옮긴책으로는『군주론』『유토피아』『월플라워』『우주에는신이없다』『존스타인벡의진주』『자유론』『사회계약론』『통치론』『인문학으로읽는과학사이야기』『플랫랜드』『수학자의변명』『과학이우주를만났을때』『뉴턴의우주에서아인슈타인의우주로』『상대성이론ABC』등이있다.

·서문08

제1장항성의내부…11

태양내부의온도…16
원자의이온화…25
복사압력과질량…38
별의내부…41
항성물질의불투명도…44
밝기와질량의관계…49
밀집된별들…55

제2장최근의몇가지연구들…65

알골의이야기…66
시리우스의동반성이야기…75
미지의원자와스펙트럼의해석…83
스펙트럼계열…92
우주속의구름…98
태양의채층…108
베텔게우스이야기…119

제3장별의나이…133

맥동성(脈動性)별…135
세페이드변광성의‘표준촛불’로서의역할…141
수축가설…146
아원자에너지…153
별의진화…163
질량의복사…172

？부록
시리우스의동반성에관한추가설명…188

별을이해하는순간,현대물리학이탄생했다

에딩턴의『별과원자』는단순한천문학교양서가아니다.이책은인간이별을연구하다가어떻게원자와시간,공간과물질의새로운세계에도달하게되었는지를보여주는,현대과학탄생의기록에가깝다.20세기초,과학은더이상눈앞에보이는세계만을다루는학문이아니게되었다.
별빛속에숨어있는미세한흔적을분석하는과정에서,인간은직접손으로만질수없는세계의구조를이해하기시작했다.하늘의별은단지먼천체가아니라,원자와전자,빛과에너지의비밀을드러내는거대한실험실이되었다.
에딩턴은이책에서현대물리학이등장하던시대의놀라운전환을특유의명료하고우아한문체로풀어낸다.별의온도와밀도,복사와에너지,상대성이론과양자론,백색왜성과우주의구조까지,당시과학의최전선이독자앞에생생하게펼쳐진다.그러나이책의진정한매력은단순히새로운과학지식을소개하는데있지않다.에딩턴은과학이인간의상식과세계관을어떻게뒤흔들었는지를보여준다.인간은오랫동안공간과시간을절대적인것으로,물질을단단하고변하지않는실체로여겨왔다.하지만현대과학은우리가보고만지는세계가실재의전부가아니며,감각너머에훨씬더낯설고복잡한세계가존재한다는사실을드러내기시작했다.

가장거대한우주와가장작은원자의연결

특히이책에서인상적인점은,가장거대한우주와가장작은원자가하나의문제로연결된다는통찰이다.별을이해하려던인간은결국원자에도달했고,원자를연구하던물리학은다시우주의구조를설명하게된다.에딩턴은별과원자를오가며,현대과학이어떻게인간의사고방식자체를바꾸었는지를차분하면서도깊이있게보여준다.
무엇보다이책은과학을완성된지식의체계로제시하지않는다.에딩턴은자신이설명하는이론들조차아직미완성의단계에있으며,과학은여전히어둠속에서단서를더듬으며앞으로나아가는과정이라고말한다.그래서『별과원자』는단순히과학적사실을배우는책이아니라,인간이세계를이해하기위해어떻게질문하고,의심하고,사고해왔는지를보여주는한편의지적탐험처럼읽힌다.
오늘날우리는상대성이론과양자론이라는이름에익숙해져있지만,이책을읽다보면그것들이처음등장했을때인간의세계관에얼마나거대한충격을주었는지를새삼실감하게된다.별빛을따라가다원자의세계에도달하고,다시우주전체의구조를바라보게되는이놀라운여정속에서,독자는현대과학이탄생하던순간의흥분과경이로움을함께경험하게될것이다.