서울백북스

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<블랙홀과 시간 여행-아인슈타인의 찬란한 유산>킵S. 손

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많은 분들이 꼭 읽어볼만한 책이라고 추천해주신 <블랙홀과 시간 여행>이 재번역 되어 나왔다고 해서 마음먹고 700페이지가 넘는 책을 읽었습니다. 역시 물리학자 킵손은 흥미 진진하게 글도 재미있게 잘 썼지만,

왜 이런 난해한 책이 재미있을까 생각해보니 서스펜스 스릴러물로서의 기본 구성요소를 다 갖추고 있으니 흥미진진할 수 밖에요....

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우리는 블랙홀이 있음을 알고 중력파가 발견되었음을 압니다.(범인이 누군지) 그럼 미스테리 헌터, 물리학자들은(탐정들)어떻게 블랙홀과 중력파가 있음을 알고, 어떤 시행착오와 실험, 추측과 단서로 블랙홀의 고유한 성질과 중력파를 발견하고 관측하게 되었을까? 알아가는 재미가 있겠지요?

30년 이상 시공간을 연구하고 블랙홀과 중력파 탐사 프로젝트를 추진하고 그 결과, 2016년 중력파를 관측한 킵손이 1994년까지 어떻게 난관을 극복하고 문제를 해결해 왔는가? 그 역사를 서술한 것이 이 책의 주제입니다.

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블랙홀 발견의 역사는 아인슈타인의 유산을 해석하기 위한 투쟁의 역사이며 블랙홀, 특이점, 중력파, 웜홀, 시간 뒤틀림에 대한 멋들어진 예측들의 발견에 관한 역사입니다(1장에서 14장까지)

물론 과학 연구의 대부분의 주제는 수많은 다른 연구자들에 의해 동시에 추구되며 경쟁하고 토론하고 과학적 사실로 받아들여지고.... 그 다음 단계로 넘어가는 과정이 있습니다. 킵.손은 블랙홀 연구 경쟁이 너무 치열해서 중력파연구로 방향을 바꾸고.... 결국 노벨상까지 타게 되지요.

이 발견의 역사에는 슈바르츠실트, 에딩턴, 찬드라세카르, 츠비키, 란다우, 오펜하이머, 휠러, 젤도비치, 호킹 등의 연구가 있고, 여기서 등장하는 개념들은 블랙홀과 블랙홀의 지평면, 블랙홀의 성질, 블랙홀의 외부와 내부, 웜홀, 조석력, 특이점, 중력파 등입니다. 여기서 킵손은 친절하게도 수식은 몰라도 대략적인 인상만 얻으면 된다고 하면서

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“우리 우주의 복잡성을 해명하고, 궁극적 간결성과 우아함 그리고 그것을 지배하는 근본 법칙의 영광스러운 아름다움을 드러내는 인간 정신의 놀라운 능력, 막다른 골목에 부딪히더라도 뛰어난 통찰로 난관을 뛰어넘는 인간 정신의 놀라운 능력. 바로 이것을 독자들이 배우기 바란다.”

라고 책을 쓰게 된 동기를 말합니다.

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그렇다면 블랙홀이 존재한다는 예측은 일반 상대성으로부터 어떻게 도출되었을까요?

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“우리는 평소 3차원 시공간과 1차원의 시간을 서로 분리해서 경험합니다. 뒤틀린 공간, 뒤틀린 시간을 분리하여 생각해 왔습니다. 그러나 아인슈타인의 상대성이론이 등장한 이후,

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당신의 공간은 나의 공간과 나의 시간이 혼합된 것이고.... 중력은 시공간의 절대적이고 4차원적인 구조의 곡률에 의해서 만들어지고..... 그리고 블랙홀, 웜홀, 중력파, 특이점은 모두 그 구조로부터 완전하게 그리고 온전히 만들어지고, 그들 각각은 시공간 뒤틀림의 특별한 유형이 됩니다.”...

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“1967년 늦은 가을 뉴욕에서 열린 펄서에 대한 회의에서 휠러는 ‘우리의 우주 알려진 것과 알려지지 않은것‘주제 강연에서

“점점 더 빠르게 떨어진다는 이유로 내폭파하는 별의 표면은 멀리 떨어진 관찰자에게 점점 더 빠르게 멀어져 갑니다. 그리고 그 별은 우리의 시야에서 사라집니다. 별은 사라진 뒤에 중력이 당기는 힘만을 남겨둡니다. 중력의 힘은 남아 있습니다. 그러나 빛은 남아 있지 않습니다. 빛 이상의 어떤 것도 남아 있지 않습니다. 더욱이 밖에서 온 빛과 입자들은 .... 단지 그들의 질량을 늘이면서 그리고 중력에 의한 인력을 증가시키면서 검은 구멍으로(블랙홀) 내려갑니다.”

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검은 구멍은 휠러가 지은 새로운 이름이었습니다. <블랙홀과 시간여행> 오늘은 여기까지....

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