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책소개

이 책 『광속 c』는 물리의 기본이자 절대적 기준이 된 광속의 의미와 뉴턴 역학, 상대성 이론, 블랙홀과의 관계, 그리고 광속에 대한 최첨단 연구 내용을 정리한 책이다. 먼저 Part 1에서는 16세기의 갈릴레이 이후, 과학자들이 광속을 측정하려고 했던 구체적인 방법과 그 결과 등, 광속 측정의 역사를 정리한다. Part 2에서는 아인슈타인이 광속에 대한 현대적인 해석을 내놓기까지 과학계에서 거론되었던 여러 가지 내용들, 즉 ‘빛을 전하는 매질인 에테르에 대한 검증’ ‘아인슈타인의 의문 제기와 광속도 불변의 원리’ ‘뉴턴과 아인슈타인의 시간과 공간에 대한 견해’ 등을 알아본다.

Part 3은 ‘광속과 상대성 이론의 관계’이다. ‘시간과 공간의 신축’ ‘동시의 상대성’ ‘E=mc2’ ‘1m와 1초의 정의’가 무엇인지를 설명하고, 상대성 이론에 대한 다양한 의문에 대해서도 Q&A 형식으로 명쾌하게 답변한다. Part 5와 6에서는 광속에 대한 최첨단 과학 화제를 소개한다. 즉 ‘광속도 불변의 원리는 수정되어야 한다.’는 과학자들의 주장과, ‘광속보다 빨리 날아간 중성미자 실험’의 오류 확인, ‘시간 여행의 실현 가능성’ 등을 설명한다. 인류가 오랜 세월 동안 탐구해 온 빛의 정체는 근대 과학의 연구를 거쳐 아인슈타인에 이르면서 ‘물리학의 혁명’을 일으켰다. 『광속 c』는 이러한 모든 과정을 한눈에 파악할 수 있는 좋은 입문서가 될 것이다.

목차

Part 1 빛의 속력을 구한다

빛의 속력은 무한인가, 유한인가? / 갈릴레이가 생각한 광속 측정법 / 밝혀진 광속의 값 ①~② / 지상 최초의 광속 측정 ①~② / 이론적으로 유도된 광속 ①~②

* 칼럼 : 전자기파를 발견해 무선 통신 시대를 연 맥스웰
* 칼럼 : 광속의 값은 측정값에서 정의값으로

Q&A : 빛과 전자기파 Q1~Q5
Q1 ‘빛은 전자기파’란 무슨 뜻인가?
Q2 전기장과 자기장의 변동이 전자기파가 되어 나아가는 구조는?
Q3 전구와 태양이 빛을 내보내는 이유는?
Q4 빛이 파동이라는 사실을 어떻게 알 수 있는가?
Q5 빛으로 색깔을 느끼는 메커니즘은?


Part 2 광속도 불변의 충격

우주를 채우고 있는 에테르? / 에테르의 검출 실험 ①~② / 아인슈타인의 의문 / 속력의 덧셈과 뺄셈 / 광속도 불변의 원리 / ‘절대 공간’과 ‘절대 시간’ / 물리학의 혁명

* 칼럼 : 광속 측정에 일생을 바친 마이컬슨
* 칼럼 : 20세기 최고의 물리학자 아인슈타인의 생애


Part 3 상대성 이론의 세계

기묘한 결론 시간의 느려짐 ①~③ / 기묘한 결론 동시의 상대성 ①~② / 기묘한 결론 길이의 축소 ①~② / 기묘한 결론 E=mc@2 / 우주의 기준

Q&A : 상대성 이론 Q1~Q5
Q1 고속으로 움직이는 물체는 실제로 줄어드는가?
Q2 광속에 가까워지면 ‘물체가 무거워진다’의 의미는?
Q3 ‘에너지와 질량은 같다’는 무슨 뜻인가?
Q4 ‘특수 상대성 이론’과 ‘일반 상대성 이론’의 차이는?
Q5 상대성 이론이 우리 실생활에 영향을 미치는 사례는?

* 칼럼 : ‘1초’와 ‘1m’ 정의의 변천
* 칼럼 : 자연계의 ‘가장 근원적’인 단위는?


Part 4 초광속과 블랙홀

‘초광속’의 가능성 / 올바른 속력의 덧셈 / 물질 속을 나아가는 빛의 속력 / ‘초광속’이 만드는 빛 / 블랙홀과 광속 ①~② / 고에너지 빛의 속력

* 칼럼 : ‘겉보기’ 초광속과 ‘진짜’ 초광속
* 칼럼 : 광속으로 나아가는 빛 이외의 파동, ‘중력파’란?
* 칼럼 : 블랙홀은 어떻게 해서 생길까? 우주의 어디에 있는가?


Part 5 광속을 둘러싼 최첨단 연구

광속도 불변의 원리에 대한 도전
인터뷰 : 리 스몰린
인터뷰 : 시어도어 제이컵슨
인터뷰 : 주앙 마게이조


Part 6 환상의 ‘초광속 중성미자’

광속의 벽이 무너졌다!?

* 칼럼 : 노벨상 수상으로 이어진 초신성 중성미자 관측
* 칼럼 : 시간 여행의 실현 가능성은?