신문은 선생님

[이 주의 책] 거대한 은하부터 작은 원자까지… 한 권에 담은 '물리학 세상'

입력 : 2018.02.23 03:11

'멋진 물리학 이야기'

사람들은 미국의 발명가 에디슨이 전구를 발명했다고 말해요. 하지만 '인류가 발견한 두 번째 불'로 불리는 백열전구를 실제로 생산하고 그것으로 건물을 환하게 밝힌 사람은 영국 발명가 조셉 스완이에요.

1882년 11월 영국 런던의 사보이 극장에서 희가극(喜歌劇·노래와 대사가 어우러진 익살스러운 음악극) '이올란테'가 무대에 올랐어요. 요정들이 등장했는데, 스완의 회사에서 요정 역을 맡은 배우들에게 백열전구로 반짝이는 별빛을 연출해 줬지요. 배우의 머리카락 속에 작은 배터리를 감춰서 작동하게 한 거예요.

영국 유니버시티칼리지런던(UCL)의 세라 허턴 박사는 물건을 분해해 어떻게 작동하는지 알아보는 걸 좋아했어요. 나이가 들면서는 궁금한 걸 알기 위해 물리학 공부를 시작했지요. 그가 쓴 '멋진 물리학 이야기'(그린북)는 엄청나게 큰 은하부터 엄청나게 작은 아원자(亞元子) 입자까지 물리학의 세계를 한 권에 담았어요.

아인슈타인의 상대성 원리에서 유명한 물리학 공식이에요.
아인슈타인의 상대성 원리에서 유명한 물리학 공식이에요. /그린북
원자란 뭘까요? 자동차 안에는 엔진이 있고, 사람 머리 안에는 뇌, 곰인형 안에는 솜뭉치가 있어요. 이런 식으로 계속 잘게 나누다 보면 결국 우리 주변의 모든 사물은 여러 종류의 원자로 이뤄져 있다는 걸 깨달을 수 있어요. 원자는 실제로 무척 작아요. 10만 개는 이어야 사람 머리카락 한 올 두께가 돼요. 지구에 있는 원자들의 빈 공간을 모두 없애면 남은 물질은 성냥갑 하나에 쏙 들어갈 정도로 줄어든다고 해요. 그 성냥갑은 지구만큼이나 무겁답니다. 우리가 쉽게 집어 올릴 수 없을 만큼요.

연못에 돌멩이를 던지면 어떻게 되나요? 돌이 파고든 표면에 잔물결이 생겨나 바깥쪽으로 퍼져요. 이처럼 큰 질량을 가진 물체는 공간에 중력파를 만들어 내요. 이런 보이지 않는 잔물결은 공간의 결을 펼치기도, 우그러뜨리기도 한대요. 2년 전 물리학자들이 이 같은 중력파를 발견했는데, 10억 광년 떨어진 외부 은하에서 파동이 온 것이었어요. 그곳에서 블랙홀 두 개가 충돌하면서 시공간의 결이 흔들린 거예요.

이 책은 장난감 찰흙으로 전기를 흘려서 빛이 들어오게 하는 방법, 방 안에서 구름을 만드는 방법도 알려줘요. 뉴턴과 아인슈타인 등 유명한 물리학자들이 관찰과 경험을 바탕으로 정리한 입자물리학, 천문학, 열역학에 대해서도 쉽게 알려주지요. 기억해 두세요. 우주의 온갖 것들을 연구하는 물리학은 우리를 둘러싼 세계, 우리 내부의 세계, 우리를 넘어선 세계를 이해하는 데 꼭 필요한 열쇠라는 걸. 지루했던 일상에 꿈틀꿈틀 활기가 감돌 거예요!

김경은 기자