'아인슈타인'. 대부분의 사람들이 잘 알고 있는 물리학자로 상대성 이론을 연구한 것으로 잘 알려져 있다. 나의 경우 평소 물리를 공부하면서 상대성 이론에 대해 학습한 적이 있지만, 완벽하게 이해하지는 못하고 있었다. '친절한 아인슈타인'이라는 책을 읽으며, 상대성 이론에 대한 이해도를 높일 수 있었다.
먼저, 이 책을 읽으며 마이컬슨과 몰리의 실험에 대해서 좀 더 자세하게 알 수 있었다. 평소에는 마이컬슨과 몰리의 실험이 에테르가 존재하지 않는다는 것을 증명했다는 것만 알고 있었는데, 이 책을 읽으며 자세한 실험 방법까지 알 수 있었다. 특히, 배가 바다 위를 운항하는 것과 비교하여 설명해 놓아 좀 더 쉽게 실험 방법을 이해할 수 있었다. 또, 이 실험과 관련해, 마이컬슨과 몰리는 실험이 실패했다고 낙담했다고 한다. 그러나, 아인슈타인은 학자들이 측정 결과를 있는 그대로 받아들이지 못하는 것에 대해 의문을 가졌다고 한다. 어떤 실험 결과를 해석하고 받아들이는 과학자들의 태도를 보며, 과학자로서 실험 결과를 있는 그대로 받아들이는 것이 중요하다는 생각이 들었다. 또, 평소에 학습했던 시간 팽창, 공간 압축에 대한 개념도 다시 한 번 정리해 볼 수 있었다. 특히, 쌍둥이 패러독스의 문제점을 확실하게 정리할 수 있었다. 쌍둥이 패러독스에서 언급하고 있는 상황에서는, 우주선이 비행 방향을 바꿀 수 밖에 없으므로 가속도 운동을 하는 상황인데, 특수 상대성 이론을 적용시켰기 때문에 오류가 나타났던 것이었다.
또한, 시간/공간 간격의 정의와, 시간/공간 간격은 절대적이라는 것을 새롭게 알게 되었다. 그리고, E=mc^2이라는 공식이 킬로그램으로 표현된 질량을 와트초 단위의 에너지로 변환시키는 식이라는 것을 알게 되었다. 또, 물체의 운동에너지 공식 (1/2)mv^2이 빛의 경우 적용될 수 없는 이유에 대해서 알게 되었다. 보통 학습하는 물체의 운동에너지 공식은 어떤 물체가 가속 운동이 가능할 때 유도되는 공식인데, 빛은 항상 속도가 일정하므로 일반적으로 학습하는 운동에너지 공식이 적용될 수 없는 것이었다.
이 책을 읽으며, 상대성 이론에 대한 이해도를 높일 수 있었다. 또한, 앞서 언급했던 것처럼 실험 결과를 있는 그대로 받아들이는 것이 중요하다는 생각이 들었다. 앞으로 실험을 하면서, 실험 결과와 가설이 일치하지 않을 경우에는, 반드시, 가설을 수정하여 다시 실험을 하는 과학적 탐구 방법에 따라 실험을 진행해야겠다는 생각이 들었다. 그리고, 이 책에서 마이컬슨과 몰리의 실험을 바다 위를 운항하는 배와 비교하여 설명하였는데, 이처럼 앞으로 과학 공부를 하면서 이해가 잘 되지 않는 내용이 있다면, 개념이 비슷한 다른 대상과 비교하여 개념들을 정리해 본다면, 좀 더 쉽게 개념을 이해할 수 있을 것이라는 생각이 들었다. 또, 쌍둥이 패러독스의 오류는 우주선이 가속도 운동을 하게 되기 때문에 나타나는 것이라는 것을 알게 되었는데, 가속도 운동을 하는 경우에는 상대성 이론의 공식이 등속도 운동을 하는 경우와 어떻게 다를지가 궁금하였다. 뿐만 아니라, 과학에서 용어의 정의는 매우 중요하다는 생각이 들었다. 처음에 시간/공간 간격이 절대적이라는 내용을 읽었을 때, 상대성 이론에서는 시간 팽창과 공간 압축이 일어나기 때문에, 시간/공간 간격이 절대적일 수 없을 것이라고 생각하였다. 내용을 좀 더 읽어 보니, 시간/공간 간격이 절대적이라는 것은, 시간 간격, 공간 간격 각각이 절대적인 것이 아니라, 시간/공간 간격을 새롭게 정의했을 때, 그 값이 절대적이라는 것이었다.
이 책을 통해 천재 과학자 아인슈타인의 대표적인 연구 내용인 '상대성 이론'에 대한 이해도를 높일 수 있었다. 앞으로도 양자물리학자라는 꿈을 이루기 위해 꾸준히 고전물리학, 현대물리학 이론들을 학습해 나갈 것이다.
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