[뭉치] 꿈꾸는 아인슈타인 ③ 우주를 바꾼 일반상대성이론

[문지현(서울 뭉치북스)]

뭉치 위대한 과학자 시리즈 01

어린이과학동아 인기 연재 과학 만화

과학기술정보통신부 인증 우수 과학도서

꿈꾸는 아인슈타인

③ 우주를 바꾼 일반상대성이론

글 송은영

그림 신영우

초판 발행일 2024년 4월 15일

체제 188mm X 257mm, 204쪽, 올컬러, 무선제본

정가 15,000원

대상 독자 초등학교 전학년

ISBN 979-11-6363-795-0 77400

위대한 과학자 아인슈타인의 삶과 과학에 대한 모든 것!

아인슈타인의 통일장이론 발표 100주년!

책 소개

과학자를 꿈꾸는 아이들에게 알베르트 아인슈타인은 최고의 존경하는 인물로 손꼽힘에 부족함이 없습니다. 그와 그의 이론이 새롭게 구성한 20세기 이후의 세계와 과학은 새로운 장을 열어냈습니다. 전력 생산의 40%를 차지하는 원자력 발전부터 이젠 일상 속에서 쉽게 마주치는 GPS 네비게이션 시스템, 그리고 시간여행의 개념까지 우리는 과학의 많은 영역에서 아인슈타인을 딛고 서 있습니다.

이 책은 물리학자 아인슈타인의 삶과 그의 이론을 어린이들도 쉽게 이해할 수 있도록 만화를 통해 설명한 책입니다. 제대로 이해하는 사람이 세상에 단 세 명밖에 없다는 상대성이론을 아이들도 쉽게 받아들일 수 있도록 만화와 개념 비교를 통해 알기 쉽게 간추려 설명했습니다.

아인슈타인은 일반상대성이론과 특수상대성이론을 발견한 물리학자입니다. 그런데 그는 중력, 전자기력, 약한 핵력, 강한 핵력의 네 가지 기본 힘을 하나의 이론으로 통합하고 싶었습니다. 통일장이론은 우주의 모든 기본 힘을 하나의 이론으로 통합하는 이론입니다. 이것은 수세기 동안 물리학자들의 궁극적인 목표였으며 아인슈타인은 이를 위해 일생을 바쳤습니다. 그러나 오늘날에도 아직 통일장이론은 발견되지 않았습니다. 만약 통일장이론이 완성된다면 과학사에 길이 남을 업적이 될 것입니다. 이렇게 중요한 통일장이론을 아인슈타인이 독자적으로 발표하기 시작한 해로부터 올해가 100주년입니다. 이에 꿈꾸는 아인슈타인 과학 만화를 새롭게 발간하게 되어 나름 의미가 있다고 할 것입니다.

추천사

만화로 펴낸 ‘꿈꾸는 아인슈타인’을 보면 ‘아인슈타인의 인생과 어려운 상대성이론을 이렇게 쉽고 재미있게 풀어 낼 수 있구나’ 하는 생각이 든다. 특히 아인슈타인이 상대성이론을 완성하는 데 즐겨 사용했던 ‘사고실험’으로 상대성이론을 설명하려 한 점은 참으로 독특한 발상이다. - 김제완(서울대학교 명예교수)

‘꿈꾸는 아인슈타인’은 초중등 학생들이 누구나 흥미롭게 읽고 상대성이론의 기초를 이해하며 자기도 모르게 상대론적 물리 세계에 빠져 들게 하는 책이다. 과학의 세계에 새롭게 다가설 수 있는 방법을 터득할 수 있을 것이다.

- 박승재(서울대학교 명예교수, 과학문화교육연구소 소장)

우리 주위의 자연은 상대성이론과 같은 물리 법칙을 따라 움직이고 있다. 그렇지만 많은 사람들은 물리 법칙들이 아주 어려운 수학으로 쓰여 있어 이해하기 어려울 거라고 속단한다. 그러나 자연은 우리 인류가 이 세상에 나타나기 전에도 있었고, 수학이 아닌 말만으로도 설명이 가능하다. 이 책은 상대성이론이라는 개념을 수학을 하나도 쓰지 않고 쉽게 표현해 초등학교 저학년 학생들도 이해할 수 있게 되어 있다. - 국양(서울대학교 명예교수)

우선 그림이 재미있고 흥미진진하게 구성되어 있어 전혀 어려운 느낌을 주지 않는다. 우리 어린이들은 재미있게 읽으면서 아인슈타인의 삶에 감동받게 되고, 상대성이론의 주요 개념을 하나씩 이해하게 될 것이다. 이야기를 재미있게 만들기 위해 ‘게슈타포’를 등장시킨 부분도 돋보인다. - 박석재(한국천문연구원장, 블랙홀 박사)

출판사 리뷰

■ 20세기 최고의 과학자를 만화로 보다!

아인슈타인은 젊은 시절 사고실험을 통해 생각을 정리하면서 그 유명한 상대성이론을 도입하고 완성시켰습니다. 현대 과학은 아인슈타인의 상대성이론을 바탕으로 이루어져 있다고 해도 지나친 말이 아닙니다. 우주의 생성과 변천 그리고 별의 탄생과 죽음에 이르기까지 아인슈타인의 이론이 영향을 미치고 있습니다. 인간뿐만 아니라 생명체를 있게 하는 탄소와 그 밖의 원소들의 생성 역시 그의 이론에 따르고 있습니다. 또한 우리의 일상생활 곳곳에 아인슈타인이 살아 숨쉬고 있습니다. 지금도 제2의 아인슈타인을 꿈꾸는 물리학자들이 이를 완성하는 데 온갖 힘을 쏟고 있습니다.

3권 우주를 바꾼 일반상대성이론에는 아인슈타인의 가장 어려우면서도 중요한 이론이자 그를 대학자의 반열에 올려놓은 결정적인 이론, 일반상대성이론을 설명해 줍니다. 중력과 시간의 관계, 운동과 시공간 등 우리가 알고 있는 현대 물리학의 거의 모든 것을 설명하는 아인슈타인의 이론을 쉽고 재미있게 풀어갑니다.

■ 생각하는 힘을 길러 주는 사고실험!

창의력의 밑바탕에는 사고력이 큼지막하게 자리를 잡고 있습니다. 생각하는 힘은 창의력을 키우는 데 더없이 중요한 요소입니다. 인간을 가리켜 생각하는 동물이라고 합니다. 무거운 걸 들기 위해서 기중기를 개발했고 빨리 이동하기 위해서 자동차를 발명했으며 하늘을 날기 위해서 비행기를 만들어 냈습니다. 이 모든 것이 생각할 수 있는 힘을 가지고 있기 때문에 가능한 일입니다. 이처럼 우리가 더 나은 삶을 살아가는 데 꼭 필요한 것이 생각입니다.

생각을 가장 값지고 의미 있게 쓴 사람을 들라면 아인슈타인을 꼽을 수가 있습니다. 사람들은 아인슈타인을 가리켜서 백 년에 한 명 나올까 말까 한 위대한 천재라고 부릅니다. 이런 아인슈타인이 평소 즐겨 한 것이 바로 사고실험입니다. 이 책에서는 자연스럽게 아인슈타인의 사고실험 방식을 소개하며 아이들과 함께 재미있게 사고실험을 통해 아인슈타인의 주요 과학 이론들을 이해할 수 있도록 만화를 구성하였습니다.

■ 한눈에 정리해 주는 과학 이론과 아인슈타인 삶과 관련된 Q&A, 퀴즈

각 장이 끝날 때마다 만화에서 나왔던 과학 이론을 알기 쉽게 정리했으며, 아인슈타인의 삶이나 과학 이론과 관련된 내용을 Q&A 또는 Quiz로 구성하여 어린이들이 읽은 내용을 한 번 더 복습할 수 있도록 구성했습니다. 자칫 어려운 과학 이론을 정확하게 이해하는 데 도움을 줄 것입니다. 중력에 의한 시간 지연 효과, 중력과 가속도와 관성력이 같다는 사실이나 블랙홀 존재 같은 내용을 다루고 있습니다.

■ 매력적인 만화 주인공들과 떠나는 신나는 과학 여행

개그맨을 연상케 하는 유머에 사고실험이 주특기인 아인슈타인과 장난꾸러기 투덜이 유신성, 생각이 깊고 말도 잘하지만 공주병이 조금 있으며 과학에 관심이 많은 조은하, 세계 제일의 과학자를 꿈꾸지만 중국집 배달을 하고 있는 게슈타포 등, 생생한 캐릭터들과 더불어 아인슈타인 박사의 머릿속으로 사고실험을 떠납니다.

커다란 열기구를 타고 하늘을 날며 몸무게를 재고 중력을 이해하기도 하고, 드넓은 우주에 있는 우주정거장으로 날아가 무중력을 체험하는 등 다양한 과학 실험들이 만화영화처럼 펼쳐집니다.

차례

감수자의 말 4

작가의 말 5

등장인물 소개 8

01 내 생애에서 가장 행복한 생각 11

아인슈타인을 결정적으로 유명하게 만든 건? 33

02 열기구는 요술쟁이 35

관성력은 어떤 힘인가요? 57

03 우주정거장 속의 중력 59

중력을 세 가지 방법으로 만들 수 있어요 81

04 가속도야, 중력이야? 83

중력과 가속도와 관성력은 같아요 105

05 흰 공간, 뒤통수가 보인다! 107

아인슈타인과 비유클리드 기하학 129

06 중력렌즈로 분신술! 131

에테르의 정체를 밝혀라! 153

07 높은 층에 살면 빨리 늙는다?! 155

중력에 의한 시간 지연 효과 177

08 블랙홀에서 화이트홀로~! 179

블랙홀 이모저모 203

지은이

글쓴이 송은영

서울에서 태어나 고려대학교 물리학과와 같은 대학원에서 원자핵 물리학을 전공했습니다. 《과학자가 들려주는 과학 이야기》 시리즈와 《손에 잡히는 과학 교과서 : 전기와 자기》 《교과서 원리 캠프 : 물리》 《꿈꾸는 아인슈타인》 《돌아온 갈릴레이》 《Mr. 퐁 과학에 빠지다》 《과학 원리로 떠나는 창의력 여행》 《블랙홀 랑데부》 그리고 상대성 이론과 아인슈타인에 대해서 쓴 《사고(思考) 뭉치 아인슈타인 엘리베이터를 타다》 《사고(思考) 뭉치 아인슈타인 빛을 뒤쫓다》 등의 책을 펴냈습니다. 제17회 한국 과학기술도서상을 받은 과학전문작가입니다.

그린이 신영우

1994년 《주간파워》에 〈벌거벗은 남자〉로 데뷔한 후 재미있는 만화를 만들겠다는 생각으로 작품 활동을 하고 있습니다. 1995년 《보물섬》에 〈남자 만들기〉, 1996년 《영챔프》에 〈레드 자켓〉, 2001년 《기가스》에 〈더블 캐스팅〉을 연재했고 《어린이과학동아》에도 과학학습만화를 연재했습니다. 펴낸 책으로는 《꿈꾸는 아인슈타인》(전 3권), 《돌아온 갈릴레이》(전 2권), 《키드갱》(전 20권)이 있습니다.

감수 김제완

서울대학교 물리학과를 졸업하고 미국 컬럼비아대학에서 물리학 박사학위를 받았습니다. 30여 년간 서울대학교 물리학과 교수를 지냈고 현재 서울대학교 명예교수, 과학문화진흥회 이사장으로 있습니다. 1993년 대한민국 과학기술상 과학상을 받았습니다.