현대물리, 불가능에 마침표를 찍다

만남의 글: 물리가 세상을 바꾸다!
01 격동의 물리학_ 과학혁명, 새 시대를 열다
02 빛의 수수께끼_ 흑체복사와 에테르
03 마이컬슨-몰리의 실험_ 상대성 이론의 초석을 놓다
04 음극선 실험_ 네온사인과 X선의 발명
05 광전 효과_ 빛은 입자다?
06 특수상대성 이론_ 1초가 영원처럼 느껴질 때
07 E=mc²_ 돌 보기를 황금같이 하라
08 일반상대성 이론_ 휜 시공간의 물리학
09 시간 여행과 상대성 이론_ 과거와 미래를 잇는 타임머신
10 우주 팽창과 빅뱅_ 우주는 아직 완성되지 않았다
11 양자 세계_ 늦깎이 물리학자가 일으킨 혁명
12 원자모형_ 모든 것은 양자다
13 입자-파동의 이중성_ 원자 세계의 두 얼굴
14 불확정성 원리_ 모든 것을 명확히 알 수는 없다
15 슈뢰딩거 방정식_ 아인슈타인과 보어의 논쟁
16 양자역학의 응용_ 문명을 바꾼 신기술의 탄생
17 원자와 원자핵_ 원자력에너지는 선인가, 악인가
18 소립자_ 세상에서 가장 작은 존재
19 나노과학_ 위대한 자연에서 배운다
20 카오스_ 제3 과학혁명과 나비효과
21 미래의 과학_ 물리학, 아직 끝이 아니다
헤어짐의 글: 과학이 미래다!
현대물리에 대해 더 알기를 원한다면
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위대한 뉴턴 역시 나이가 들어서 이렇게 말했습니다. “이제 물리학은 끝났다. 내가 더 이상 연구할 것이 없으므로, 물리학 연구는 시간 낭비이다.” 하지만 우리는 뉴턴 이후로도 물리학이 전자기학, 열역학 등을 밝혀내며 계속해서 발전을 거듭해 온 것을 알고 있습니다.

1895년에는 음극선 실험과 관련된 더 극적인 사건이 일어났습니다. 바로 X선이 발견된 것입니다. 당시 독일의 뢴트겐(1845~1923)은 음극선관을 가지고 실험하다가 놀라운 결과를 얻습니다. 음극선을 금속에 쪼이자 엄청난 투과력을 가진, 눈에 보이지 않는 강하고 새로운 빛이 발생한 것입니다. 뢴트겐은 이를 발견하고도, 이것이 무엇인지 몰랐습니다. 그래서 수학에서 모르는 값에 x라는 기호를 붙인다는 것을 떠올려, 새로 발견한 빛에 X선이라는 이름을 붙였습니다.

쌍둥이가 태어나 동생은 우주인이 되고, 형은 평범한 직장인이 되었다고 상상해 봅시다. 둘이 30살이 되던 날 동생은 거의 빛 속도로 달리는 빠른 우주선을 타고, 지구 시간으로 50년 동안 우주여행을 떠납니다. 특수상대성 이론에 의하면, 이때 우주에 간 동생의 시간은 지구에 남은 형의 시간에 비해 거의 멈춰 있는 것처럼 느리게 흘러갑니다. 따라서 50년 뒤 동생이 지구에 돌아왔을 때, 형은 80살 노인이 되어 있지만 동생은 여전히 떠날 때의 모습 그대로이지요. 동생이 잠시 지구를 떠나 있는 동안 지구는 50년이 지난 미래 세상이 되어 있습니다.