중력이라는 아름다움 (중력의 의미를 탐구하는 새로운 지적 탐험)

클라우디아드람

(ClaudiadeRham)
임페리얼칼리지런던의이론물리학교수이자미국예술과학아카데미회원이다.중력,입자물리학,우주론을연구하며유질량중력이론으로우주의기원,우주의가속팽창,중력의근본적본성을이해하는데새로운관점을제시했다.케임브리지대애덤스상과영국의블라바트닉젊은과학자상을수상했다.

서문중력을찾아서

1장중력,우주에서가장보편적인언어
-우리는모두타고난과학자
-광속은변하지않는다
-실패한실험의위대한유산
-무엇도빛보다빠를수없다
-중력과빛이만드는우주의보편적질서

2장시공간의곡률과중력
-우리는곧게살아왔다
-자유낙하의꿈
-지구의시간,달의시간
-휘어진시공간속의직선

3장중력파와우주의비밀
-우주를향한꿈
-중력을느낄수있을까?
-누르고당기는조석력
-글라이트,중력의메신저
-글라이트관측하기
-우주의가장은밀한비밀을향해

4장일반상대성이론은실패한이론인가?
-우주비행사에도전하다
-실패할수밖에없는이론
-블랙홀과특이점
-플랑크척도와양자효과
-블랙홀내부로의여행
-태초그이전

5장우주를가득채운힘
-여성물리학자로산다는것
-지속적으로팽창하는우주
-우주는더빠르게팽창한다
-우주를지배하는힘,암흑에너지
-아인슈타인의우주상수
-에너지로가득채워진공허
-과학역사상가장큰불일치

6장중력자와중력의질량
-새로운모험의기회
-지금까지는문제없다
-중력에질량이있다고?
-유질량중력이라는유령
-추가차원에서유질량중력자로
-맹인과코끼리
-우주를설명하는새로운방정식

7장중력에이끌리는삶
-과학을대하는태도
-중력의가벼움
-시(공)간이말해주리라
-달이건네는이야기
-중력의양자적본성
-입자에서파동으로
-궁극의여정

결론중력의창조물

참고문헌

★케임브리지대애덤스상수상
★영국블라바트닉젊은과학자상수상
★임페리얼칼리지런던교수클라우디아드람이들려주는유질량중력이야기

중력연구와개인적인삶이흥미롭게교차하는매혹적인과학에세이
“솟구치고떨어질때,성공하고실패할때
우리는모두중력에의해정의된우주에서살고있다”

저자클라우디아드람은모국어는프랑스어이지만그프랑스어를하필이면스페인어를사용하는국가에서,하필이면케추아어를사용하는여러지역에살면서,그것도하필이면스웨덴인어머니에게배운탓에,어렸을때는말할때적절한단어를찾지못해항상어려움을느꼈다.단어와오해를넘어신뢰할수있는보편적언어와이어지기를갈망했고자연스레패턴과모델링으로우주의신비를밝혀내고자하는열망에이끌렸다.
몇년동안알고지낸모든사람과모든것을뒤로한채,취리히에서마다가스카르의수도인안타나나리보로향하는야간비행기안에서저자는조용히뒤따라오는달을보며감탄했다.어떤수준의오해도뚫고나갈힘을가지고있는자연의법칙속에서진리와위안을찾을수있었다.
그러나저자는자연의법칙을돌에새겨진만고불변의존재로묘사한다면이는과학의역사를왜곡하는것이라말한다.자연의법칙에대한이해와해석,즉그의미와기원그리고그이면에숨겨진내용은결코고정불변의것이아니며,계속해서우리앞에새롭게펼쳐지고있음을강조한다.이책은저자와함께중력의의미를탐구하고,중력이실재하는구조와어떻게연결되는지파악하는여정이다.지금까지나온모든중력이론은실패의미덕을경험했다.끝없는탐구에서앞으로나가기위해서는이런실패를받아들이고그안에서아름다움을발견할수있는태도가필요하다.실패를감수한다는것은각각의낙하를부끄러운끝맺음으로받아들이는것이아니라자연을더근본적으로이해할기회로받아들인다는의미다.


바닥에떨어질때아픈건중력이아니라조석력때문이다?
불가능성정리는틀렸다.중력에질량이있다고?
뉴턴의중력이론에서유질량중력이론까지,우주를설명하는새로운방정식

사과가땅으로떨어지는것은지구가사과를자기쪽으로끌어당기는힘때문이라는뉴턴의중력개념은아인슈타인에의해시공간의곡률개념으로바뀐다.지구처럼질량과에너지가있으면그주변의시공간구조가변형된다.사과는어떤힘에끌려가는게아니라,휘어진시공간에서가장자연스러운길을따라움직일뿐이다.우리눈에는지구가사과를아래로잡아당기는것처럼보일지라도말이다.
아인슈타인의일반상대성이론에서중력은시공간이휘어져있는방식자체이고,중력의힘은조석력으로우리에게그정체를드러낸다.일반상대성이론은중력이어떻게작동하는지는놀라울만큼잘설명하지만그래서중력이궁극적으로무엇인지에대해서는답하지못한다.여기서일반상대성이론은실패했다.물질과빛,입자처럼중력역시양자적언어로설명되어야한다.그래야자연이허락한가능성을발견할수있다.
저자가그레고리,앤드루와함께발견한유질량중력이론(dRGT이론)은우주의후기가속을설명하는대안적틀을제시하고우주상수문제를새롭게바라보는계기를마련함으로써,지난10년동안물리학계에서이루어진가장영향력있는발견중하나로인정받게되었다.우리는말그대로항성을도구로사용하여기존에는상상할수없었던낮은주파수의글라이트(중력파)를관찰하며중력의본질을훨씬깊이탐구하고있다.낮이든밤이든하늘을올려다볼때,이하늘에양자글라이트발자국이새겨져있을수있다.38억년전에쓰인메시지가우주의가장심오한비밀을숨긴채우리머리위에서그비밀이풀리는날을기다리고있다.