k-jieum 님의 블로그

14. 아인슈타인의 기적의 해 ③: 특수 상대성 이론의 탄생

모두에게 똑같이 흐르던 시간의 배신뉴턴의 시대 이래로, 우리는 너무나 당연하게 믿어왔습니다. 시간은 누구에게나 공평하게, 똑같은 속도로 흐르고, 공간은 변하지 않는 절대적인 무대라고 말이죠. 내가 1초를 보낼 때, 저 멀리 다른 사람도 똑같은 1초를 보낸다는 것. 이것은 의심할 여지 없는 상식이었습니다.그런데 말입니다. 19세기 말, 과학자들은 빛의 속도를 측정하다가 아주 이상한 문제에 부딪힙니다. 내가 기차를 타고 공을 던지면 '기차의 속도 + 공의 속도'가 되는 게 당연한데, 빛은 내가 아무리 빨리 움직이면서 쏴도 그 속도가 전혀 변하지 않는다는 겁니다. 마치 어떤 상황에서도 자신의 속도를 고집하는 고집불통처럼 말이죠. 이 풀리지 않는 수수께끼에 모두가 머리를 싸매고 있을 때, 스위스 특허청의 한 젊..

눈에 보이지 않는 존재와의 조우1827년, 영국의 식물학자 로버트 브라운은 물 위에 떠 있는 꽃가루 입자들이 끊임없이 불규칙하게 움직이는 현상을 현미경으로 관찰했습니다. 마치 술 취한 사람처럼 예측 불가능하게 움직이는 이 현상은 오랫동안 과학자들의 호기심을 자극했지만, 명확한 설명은 나오지 않았습니다. 사람들은 이 기묘한 움직임에 '브라운 운동'이라는 이름을 붙였지만, 그 원인은 여전히 미스터리에 싸여 있었죠.1905년, 아인슈타인은 이 오랫동안 풀리지 않던 숙제에 과감하게 도전장을 내밉니다. 특허 서류에 파묻혀 지내던 26살의 젊은 물리학자는, 브라운 운동에 관한 논문에서 원자의 존재를 수학적으로 증명하는 놀라운 업적을 이루어냅니다.꽃가루를 춤추게 하는 보이지 않는 손길아인슈타인의 아이디어는 간단하면서..

26살의 반항아, 세상을 향해 쏘아 올린 세 개의 화살1905년, 스위스 특허국의 젊은 심사관이었던 알베르트 아인슈타인은 물리학 역사상 가장 놀라운 업적을 단 한 해에 쏟아냅니다. 이른바 '기적의 해'라고 불리는 이 해에 발표된 그의 세 편의 논문은 물리학의 근본적인 이해를 완전히 뒤바꿔 놓았죠. 그 첫 번째 화살이 바로 '광전효과'에 관한 논문이었습니다.광전효과는 이미 오래전부터 알려진 현상이었습니다. 금속 표면에 빛을 쪼이면 전자가 튀어나오는 현상이었죠. 하지만 당시 물리학자들은 빛을 파동으로만 이해했기 때문에, 이 현상을 제대로 설명할 수 없었습니다. 마치 밀물 때 해변에서 조약돌이 휩쓸려 나가는 것을 파도로만 설명하려는 것과 같았죠.빛은 파동일까, 알갱이일까? 아인슈타인의 도발적인 제안이 난제에 ..

빛의 속도, 대체 어떻게 잰 걸까요?스위치를 켜면 방 전체가 환해지는 건 너무나 당연한 일이죠. 이 짧은 순간에 '속도'라는 게 있을 거라고 생각해 본 적 있으신가요? 아마 대부분 없으실 겁니다. 옛날 사람들도 마찬가지였습니다. 빛은 그냥 무한히 빠른 어떤 것이라고, 감히 속도를 잴 수 있는 대상이 아니라고 믿었죠.하지만 언제나 그렇듯, 이 당연한 믿음에 "정말 그럴까?" 하고 딴지를 거는 사람들이 나타났습니다. 오늘은 그 엉뚱하고도 위대한 도전자들의 이야기를 한번 따라가 볼까 합니다.언덕 위의 램프, 귀여운 실패이야기의 첫 주자는 의외의 인물, 바로 갈릴레오 갈릴레이입니다. 그는 빛의 속도를 재기 위해 아주 단순하고 귀여운 실험을 계획합니다. 조수와 함께 수백 미터 떨어진 언덕 위에 각각 서서, 밤에 ..