뢰머가 들려주는 광속 이야기

과학자가 들려주는 과학 이야기 043

송은영 지음

자음과모음 2019년 12월 05일 출간

작품소개

책소개

과학자가 독자들에게 자신의 과학 이야기를 설명하는 형식으로 구성한 「과학자가 들려주는 과학 이야기」 시리즈 제43권 『뢰머가 들려주는 광속 이야기』. 지적 호기심을 자극하는 흥미로운 실험과 이를 설명하는 이론들을 초등학생 및 중학생들이 이해할 수 있도록 쉬우면서도 논리적으로 설명한 책이다. 이로부터 과학에 대한 깊은 이해와 이를 발견해낸 과학자들의 창의적인 사고과정을 체득할 수 있다.

목차

첫 번째 수업 광속, 무한이냐 유한이냐?
두 번째 수업 갈릴레이, 광속을 간파하다
세 번째 수업 갈릴레이의 광속 실험과 관련하여
네 번째 수업 지구를 벗어난 광속
다섯 번째 수업 뢰머와 이오의 만남
여섯 번째 수업 뢰머의 이오 관찰과 관련하여
일곱 번째 수업 뢰머와 광속 그리고 그 이후
여덟 번째 수업 광속이 무한하지 않아서 생기는 현상
아홉 번째 수업 아인슈타인의 광속
마지막 수업 광속보다 빠른 입자

출판사 서평

최초로 광속을 측정한 뢰머가 밝히는

빛의 속도의 비밀!



■■■ 광속에 대한 모든 궁금증을 뢰머와 함께 풀어 본다.



광속보다 빠른 입자가 존재할까? 왜 우주가 광속을 측정하기에 가장 적합한 장소일까? 빛은 초속 30만 킬로미터이다. 그런데 빛이 우주 한쪽 끝에서 반대쪽 끝까지 횡단하는 데는 얼마나 걸릴까? 300~400억 년이라는 천문학적인 시간이 걸린다. 우주에서 오는 빛은 몇 살일까? 우주에서 온 빛을 통해 알 수 있는 것은 무엇일까? 지구에서는 과거의 별 모습만 볼 수가 있다. 우주에 무수히 떠 있는 별의 현재 상태를 알 길은 없다. 별이 폭발 중인지, 이미 폭발해 버렸는지, 아예 사라져 버렸는지를 알 길이 없다.

아인슈타인은 속도의 한계를 광속으로 정했다. 진공 중에서 광속은 변하지 않는다고 말했다. 이걸 광속 일정의 원리, 광속 불변의 원리라고 한다. 또한 광속에 가까워지면 길이가 줄어든다고 말하는데, 움직이는 쪽으로 길이가 수축한다. 이것을 로렌츠-피츠제럴드 수축현상이라 한다. 그리고 광속에 가까워지면 질량이 무거워진다. 또 광속에 가까워지면 시간이 느리게 간다. 광속보다 빠른 입자가 존재한다면 과거와 미래로 가는 시간여행이 가능할 것이다.

지구에서 태양까지의 거리는 1억 5천만 km이고, 광속은 1초에 30만 km다. 시간은 거리 나누기 속도이니까, 1억 5천만 km 나누기 초속 30만 km는 500초, 즉 8분 20초가 된다. 따라서 100만 광년 떨어진 별은 100만 년 전의 불빛이다. 아주 옛날의 별을 지금 보고 있는 것이다. 정말 광대한 우주의 신비라 할 수 있다.

이 책은 학생들에게 광속으로 달리는 우주선을 타고 우주여행의 꿈을 실현할 수 있다는 희망을 심어 준다. 과거와 미래로의 여행을 계획할 수 있는 놀라운 방법을 제시해 주고 있다. 뢰머가 측정한 광속은 초속 22만 km였다. 진공 중에서 초속 30만 km로 달린다는 것을 최초로 증명한 과학자는 영국의 맥스웰이다. 광속이 빠를수록 거리는 가까워지고, 질량은 무거워지고, 시간은 느리게 간다. 광속보다 빠른 입자를 타키온이라고 부른다. 언제쯤 미래나 과거를 마음대로 왔다 갔다 할 수 있을까?





■■■ 이 책의 구성 및 장점



― 개정된 교육과정을 반영하여 각 수업마다 연관되는 교과연계표를 삽입하였다. 즉, 교과 공부에도 도움을 주도록 하였다.

― 각 수업마다 ‘만화로 본문 읽기’ 코너를 두어 각 수업에서 배운 내용을 한 번 더 쉽게 정리할 수 있게 하였다.

― 꼭 알아야 할 중요한 용어는 ‘과학자의 비밀노트’ 코너에서 보충 설명하여 독자들의 이해를 도왔다.

― ‘과학자 소개 · 과학 연대표 · 체크, 핵심 내용 · 이슈, 현대 과학 · 찾아보기’로 구성된 부록을 제공하여 독자에게 본문 주제와 관련한 다양한 정보를 제공하였다.

작가정보

저자(글) 송은영

고려대학교 물리학과와 같은 대학원에서 원자핵물리학을 전공했다. 제17회 한국 과학기술 도서상을 받았으며, 지은 책으로는 『블랙홀 랑데뷰』, 상대성이론과 아인슈타인에 대해서 쓴 『꿈꾸는 아인슈타인』과 『사고(思考)뭉치 아인슈타인 엘리베이터를 타다』, 『사고(思考)뭉치 아인슈타인 빛을 뒤쫓다』, 『교과서 밖에서 배우는 재미있는 물리 상식, 수학 상식, 과학 상식』 시리즈와 『Mr.퐁 과학에 빠지다』, 『과학 원리로 떠나는 창의력 여행』, 『신나고 재미있는 이야기 속 물리여행(1. 중력이 뭐야, 2.힘과 속력이 뭐야, 3.일과 에너지가 뭐야)』, 『아르키메데스가 들려주는 부력 이야기』, 『레오나르도 다 빈치가 들려주는 양력 이야기』, 『뢰머가 들려주는 광속 이야기』, 『에라토스테네스가 들려주는 지구 이야기』, 『라그랑주가 들려주는 운동 법칙 이야기』, 『빈이 들려주는 기후 이야기』 등 많은 책을 펴냈다.