E=mc2

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#E=mc2  #데이비드보더니스 #웅진지식하우스

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심오한 과학적 분석이 가득한 과학교양서를 기대하고 샀건만, 머리말에 작가는 이 책은  ‘E = mc2’ 이라는 공식에 대한 전기(傳記)란다. 공식에 대한 전기라니 어떤 식의 이야기일지 무척 궁금해졌다. 몇 페이지를 읽다 보니, 무척 편안하다. 일단 어렵게 쓸 생각은 없어 보이는 책이었다. ☺️

그래도 과학책이다. 간단한 질문 두가지는 머리에 두고 책을 읽기 시작하자.  

1. 무게와 질량은 뭐가 다른가?
2. 1kg의 쇳덩이가 있다. 이 쇳덩이가 녹이 잔뜩 슬었다. 녹이 쓴 쇳덩이의 무게를 재었을 때 무게는 무거워졌을까? 가벼워졌을까? 그대로일까? 

답은 후반부에 피드 뒤에서 언급하겠다. 

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세상에서 가장 유명한 방정식의 탄생과 방정식을 구성하는 내용, 그리고 방정식 때문에 일어난 일들을 ‘전기’형태로 나열하고 있는 책이다.  

1부 탄생
특허청에서 근무하던 천재 과학자 아인슈타인이 ‘에너지는 질량과 빛의 속도의 제곱을 곱한 것과 같다’는 방정식을 만들어낸 순간을 기록한다. 

2부 E = mc2 조상들
E는 에너지, m은 질량이다. c는 빛의 속도, 그 밖에도 이 공식엔 ‘=‘이 있고 ‘제곱’이 있다. 이 개념들을 알아야 E = mc2을 이해할 수 있다. 그 개념들을 설명해 주는 챕터다. 기본기를 쌓자. 

3부 유년시절
아인슈타인 이야기로 시작하지만, 이 공식을 둘러싼 과학자들의 모험담, 에피소드, 실적 등이 가득한 챕터다. 책만드는 노동자 ‘페러데이’의 발견과 핍박, 멋진 여성 과학자 ‘뤼 사를레’의 업적 등 과학사의 뒷 이야기가 풍성하다. 

4부 성년시절
#크리스토퍼놀란 의 #오펜하이머 만 본 분들에겐 또 다른 느낌의 챕터다. 양자역학의 대가 하이젠베르크가 독일에서 어떤 단계까지 원자폭탄 개발에 다가섰는지, 얼마나 위험했는지가 잘 설명되어 있다. 노르웨이 원료제작공장을 폭파한 몇 명이 역사를 바꿨을 수 있다. 

5부 영원한 삶
핵 융합으로 타고 있는 태양의 미래, 즉 우리 지구의, 우주의 미래를 이야기한다. 블랙홀과 그것을 발견한 사람들의 이야기이다.

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다들 아는 것 같은 방정식 “ E = mc2 “ 이 하나를 놓고 이렇게 재미있는 썰을 풀어 놓다니. 저자의 능력도 대단하다. 책을 보면 상세히 이해가 되겠지만, 그렇게 어렵지 않은 공식이자, 거대한 공식이었다. 에너지는 질량에 빛의 속도의 제곱을 곱한 것과 같다는 사실. 우리 일반인들은 빛의 속도가 가지는 숫자의 중압감을 모르니 감이 없겠지만. 우라늄 속에 아주 일부의 질량만을 에너지로 변환시켜 터트린 게 히로시마 원자폭탄이다.  과학에 관심있는 (나 같은) 문송이들에겐 참 친절한 책이다. 😄

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서두에 던진 질문에 답을 하다. 
1. 질량은 물체가 가진 물질의 양을 나타내는 것으로 어떤 상태든 상관없이 동일한 물리량을 가진다. 무게는 물체에 작용하는 중력의 힘으로 영향을 주는 중력에 따라 숫자가 달라진다. 
2. 녹슨 쇳덩어리는 무게가 무거워진다. 공기 중의 산소를 흡수하기 때문이다. 대산 공기 중의 산소는 흡수되어 가벼워진다. 

무슨 대단한 문답을 한 것은 아니다. 한권의 책으로 공식을 이해한 것처럼, 혹시나 우리에게 간단하게 이해할 과학적 지식이 많을 지도 모르겠다는 상념의 흔적일 뿐이다. 좋은 책이다. 

✍ 한줄감상 : 양자역학도 겁나고, 아주아주 기초 물리가 필요한 독자 모두에게 추천할 만한 책. 

덧,
이 책도 내가 좋아하는 #알릴레오북스 선정책이다. 책 읽기 귀찮으신 분들은 최소한 방송이 라도 시청하시길 추천드린다. ☺️🌿

p26 (페러데이) “ 치직거리는 전기와 공간에 조용히 뻗어 있는 자석의 힘은 서로 연결된 것으로 보였다. 전기가 늘어나면 자기가 줄어든다. “

p49 “ 라부아지에의 노력으로 질량 보존 법칙이 탄생했다. “ 

p61 “ 숫자 c(빛의속도)는 마하 900,000이다. “

p67 “ 빛은 움직일 때만 존재한다. 이것이 아인슈타인이 내린 결론이다…… 빛이 단지 숫자가 아니라 물리적 현상임을 알아야 한다. “ 

p68 “ 어떤 점에서 물질은 완전히 진동을 멈춘다. 섭씨 -273도에서 이런 일이 일어나며, 그래서 온도에 대해 말할 때 -273도를 ‘절대영도’라고 부른다. “ 

p77 “ 19세가 된 에밀리는 구혼자들 중에 가장 덜 싫은 남자를 골라서 결혼했다… 당시 관습대로 그녀의 남편은 집을 비우는 동안 그녀가 연애하는 것을 묵인했다. “ 

p90 “ 이것은 질량이 단순히 압축된 에너지라는 뜻이다. “ 

p97 “ 퀴리 부인이 흩뿌린 먼지는 겨우 10만 분의 1그램 정도였지만, 여기에서 나온 방사선이 뼛 속의 DNA를 손상시켜서 치명적인 백혈병을 일으켰다. 수십 년 뒤에도 이 방사선은 아주 조금만 약해진 채 가이거 계수기를 울려서 문서 담당자들을 놀라게 하고 있다.”

p98 “ 우라늄 폭탄이 터질 때는 내부 질량의 1퍼센트도 안 되는 양이 에너지로 바뀐다. “ 

p134 “ 보어는 조카를 고용한 사람이기도 했다. 보어는 핵이 단단한 금속이거나 단단하게 용접된 쇠구슬의 집합이 아니라 물방울과 비슷하다고 보았다. 물발울은 내부의 무게 때문에 언제나 터지기 직전의 상태이다. “ 

p137 “ 우라늄 원자를 폭파하기 위해 엄청난 에너지를 쓸 필요도 없다. 그냥 충분한 중성자를 준비하고 시작되기를 기다리면 된다. “ 

p196 “ 지국에 묻혀 있는 우라늄 원자들은 45억 년 이상 된 것들이다. “ 

p229 “ 암을 치료하기 위해서는 방사성 코발트 같은 물질에서 나오는 방사선으로 종양을 공격한다. 불안정한 코발트 핵이 붕괴되면서 질량이 사라지고, 이때 나오는 에너지가 암세포의 DNA를 파괴한다. “ 

p243 (아인슈타인의 일반상대성이론) “ 기로호 나타내면 에너지-질량=시공간이 되어서, E = mc2  에서 양쪽 변을 차지했던 E와 m이 새로운 방정식에서는 같은 변에 놓인다. “

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