누구나 이해할 수 있는 상대성 이론

아이뉴턴편집부

아이뉴턴편집부

1장다이제스트상대성이론
특수상대성이론요약/일반상대성이론요약

2장상대성이론이나오기까지
6세의공상/에테르의수수께끼/에테르를찾아내는실험/절대좌표와절대시간/천동설과지?동설/상대성원리/관성계는어느것이나동등하다/광속도불변의원리/요점정리:상대성이론이나오기까지

3장특수상대성이론이란무엇인가?
동시성의불일치/시간의흐름이느려진다/시간이느려지는것은‘피장파장’/속도의덧셈/공간이줄어든다/공간이줄어드는것도‘피장파장’/상대성이론을체험하는입자/질량이커진다/질량이란무엇인가?/질량=에너지/요점정리:특수상대성이론이란무엇인가?

4장일반상대성이론이란무엇인가?
중력에대한도전/등가원리/일반상대성이론의핵심/휘어지는빛/공간이휘어진다/휘어진공간과빛/중력이공간을휘게한다/휘어진공간이란?/중력에의해느려지는시간/요점정리:일반상대성이론이란무엇인가?/상대성이론이란결국무엇인가?/독자모니터의‘좀더알고싶다!’Q&A모음

5장상대성이론이탄생시킨현대물리학
특수상대성이론과현대물리학/특수상대성이론과E=mc@2/특수상대성이론과소립자물리학/특수상대성이론과방사광/특수상대성이론과반입자/촉매반응/자성의정체/일반상대성이론과현대물리학/상대성이론과GPS/일반상대성이론과블랙홀/일반상대성이론과중력파/일반상대성이론과우주론/아인슈타인방정식/아인슈타인과현대물리학

Q&A목록
Q&A1.아인슈타인의생애는어떠했는가?
Q&A2.아인슈타인이추구한것은무엇인가?
Q&A3.빛이란과연무엇인가?
Q&A4.왜광속은누가보아도같을까?
Q&A5.광속도불변의원리는어떤실험으로확인되었을까?
Q&A6.동시성의불일치란어떤의미일까?
Q&A7.왜시간의흐름이느려질까?
Q&A8.쌍둥이의패러독스란무엇인가?①
Q&A9.광속에가까운속도에서는실제로물체가줄어들까?
Q&A10.광속에가까운속도에서질량이커질때무엇이늘어날까?
Q&A11.질량=에너지의핵반응이외의사례는?
Q&A12.질량에서에너지로가장효율적으로변환되는반응은?
Q&A13.중력으로빛이휘어지는현상을실감할수있는사례는?
Q&A14.공간의휘어짐이란어떤것인가?
Q&A15.중력에의한시간의느려짐과특수상대성이론의경우의차이는?
Q&A16.쌍둥이의패러독스란무엇인가?②

상대성이론?
누구나이해할수있다!

빌딩의1층에서는20층에비해시간의흐름이느려진다.또차량내비게이션등에이용되는GPS위성에서는시간의흐름이빨라진다.이것은엄밀한검증결과로확인된내용이다(본문188~191쪽내용참조).
위대한과학자아이작뉴턴은시간의흐름과공간의길이는누구에게나,언제어디서나같다고생각했다.그리고이견해는아인슈타인의상대성이론이나오기까지200년이상동안틀림없는사실로받아들여졌다.그러나아인슈타인은시간의흐름과공간의길이는절대적인것이아니며,관측하는사람의입장에따라달라진다는놀라운이론을발표한다.바로상대성이론이다.
상대성이론의내용을한마디로말하기는어렵지만그핵심은‘고속으로운동하는물체일수록시간의흐름이느려지고,길이가줄어든다.또중력이강한곳일수록시간의흐름이느려지고빛이휘어져나아간다.즉공간자체가휘어져있다.’는것이다.이러한내용은여러실험및관측의결과,틀림없이맞는다고인정된다.또중력파의존재등,상대성이론이예언했던현상들도증명되었다.
그런데아쉽게도,현대과학의정수라고할만한상대성이론에대해서는많은사람이어렵다는생각을가지고있는듯하다.그렇게된이유는지나치게이론적이고어려운설명,전문가들만이해할수있는그림과수학적내용을접했기때문이아닐까?그러나이책은다르다.이책은상대성이론을‘누구나이해할수있게끔’만들어져있다.즉,상대성이론의핵심원리를눈으로확인시켜주는230여컷의컬러일러스트레이션,어려운수식(數式)없이쉽게설명해주는명쾌한본문이이책의특장이다.또책으로발간하기전에독자모니터들로하여금책의내용을점검케해서,이해하기어려운내용을모두수정함으로써그야말로‘누구나이해할수있는’상대성이론입문서로구성했다.
뿐만아니라상대성이론의내용을요약해주고,독자들이흔히갖는의문점과궁금점을풀어주는16개의Q&A까지도수록되어있다.거기에다증보3판에서는상대성이론이나옴으로써새롭게밝혀진현대물리학의관련내용까지도상세히소개하여,상대성이론의처음부터끝까지모든내용을이해할수있도록했다.
상대성이론을처음접하는독자는물론,그동안상대성이론을이해하는데아쉬움을느꼈던독자모두에게뜻깊은독서기회가될것으로확신한다.

특장

●이론의핵심을보여주는230여컷의고급일러스트레이션
상대성이론에는‘동시성,공간의신축,광속불변,질량과에너지,중력,등가원리,4차원,공간의휘어짐,빛의휘어짐,블랙홀’같은개념들이증장한다.이러한개념은글만으로는이해하기어렵다.또같은그림이라고해도전문가용그림은일반독자는이해하기어려운것이사실이다.《누구나이해할수있는상대성이론》은이러한개념의원리를230여컷의컬러일러스트레이션으로한눈에보여준다.그야말로상대성이론의핵심을명쾌하게보여주는핵심자료이다.

●누구나이해할수있는쉽고도자세한설명
이책의또하나의자랑은치밀한구성이다.상대성이론을처음접하는독자라고해도누구나이해할수있도록,이론의배경부터시작해핵심에이르기까지정교하게구성된내용을차근차근따라가다보면어느새그줄거리가머릿속에정리된다.여기에는각페이지마다그림을바탕으로배치되어있는쉽고도상세한설명이큰몫을한다.우리주변에흔히있는사례를들어설명하기때문에이해하기는더욱쉬워진다.

●복잡한수식없이최고의내용을이해토록구성
물리학은수학으로표현된다.일반적인주장이아니라엄밀한증명이필요하기때문이다.그러나상대성이론을수학으로이해하는것은전문가들의몫이다.이책에는물리학적인수식이단아홉줄나올뿐이다.그것도‘더자세히알고싶은독자를위하여’라는별도의칼럼을통해서이다.일반독자가상대성이론을이해하는데중요한것은수식이아니라기본적인개념이기때문이다.어려운수식을사용하지않고도최고의이론을이해할수있도록구성한것이바로이책이다.

●발간전,독자의사전검토의견을100%반영해서수정제작
이책을만드는과정에서는독자모니터팀도큰역할을했다.즉편집완료된내용을,독자들로구성된모니터팀이검토하고이해하기어려운부분을모두지적토록했다.이렇게수렴된독자의의견을100%반영해서해당부분을모두수정해서만든책이기때문에그야말로독자의눈높이에맞는‘누구나이해할수있는’상대성이론이될수있었다.

●이론의‘요점정리’와의문을풀어주는‘Q&A’제공
책의모든내용을읽지않아도상대성이론의핵심을알수있도록책의앞부분에‘요점정리’를수록했다.한편독자들이흔히갖는의문점이나이해하기어려운내용16개를골라Q&A형식으로정리해서제공한다.상대성이론을더분명히이해하는데큰도움이될것이다.또‘키워드맵’에서는상대성이론의개념들이서로어떤관계에있는지를보여줌으로써,책을읽는도중에도‘길을잃지않고’체계적으로내용을이해할수있도록했다.

●상대성이론이만든현재물리학의연계부분해설
상대성이론은20세기이후에나온새로운물리학에도큰영향을미쳤다.소립자,방사광,반입자,자성(磁性),GPS,블랙홀,중력파,우주론등,상대성이론에서시작된여러분야의다양한내용들의핵심도일목요연하게정리되어있다.

감수·협력

감수(1~4장)
사토가쓰히코佐藤勝彦/일본학술진흥회학술시스템연구센터소장,도쿄대학명예교수,이학박사

감수(5장)
후타마세도시후미二間瀨敏史/일본교토산업대학이학부우주물리·기상학과교수,Ph.D.

협력(5장)
사이토에이지齋藤英治/일본도호쿠(東北)대학원자분자재료과학고등연구기구교수,공학박사
후쿠타니가쓰유키福谷克之/일본도쿄대학생산기술연구소교수,이학박사