"아무 것도 없는 우주 공간에서 나와 상대방 사이의 거리가 가까워진다면 그것은 내가 움직이는 겁니까? 상대방이 움직이는 겁니까"

전 환경부 부이사관을 지낸 이광수님이 자녀 이주현과 공동저서로 엮은 '쌍둥이 패러독스'의 단행본이 최근 출간돼 화제를 모으고 있다.

현대 물리학의 새로운 패러다임을 제시한 천재 물리학자 아인슈타인의 상대성 이론을 쉽게 풀어 쓴 입문서.

'쌍둥이 패러독스'는 과학자들이 상대성 이론을 설명할 때 즐겨 인용하는 수수께끼다.

일반인들이 상대성 이론을 어렵게 생각하는 것은 시공에 관한 우리의 인식이 '절대 시간'과 '절대 공간'이라는 고전 물리학적 관점에 사로잡혀 있기 때문이다.

우리는 그동안 이 우주에는 중심이 있으며, 시간은 우주 어디에서나 동일하게 흐르는 것이라고 생각하면서 살아왔다.

과학자들은 상대성 이론을 이해시키기 위해서 기존 인식을 흔들어놓을 이야기가 필요했고, 그 중의 하나가 '쌍둥이 패러독스'라 할 수 있다.

저자는 이 수수께끼 같은 문제를 길잡이 삼아 상대성 이론을 풀어 나가고 있으며, 독자들은 닦아놓은 길을 따르기만 하면 쉽게 상대성 이론을 이해할 수 있도록 구성돼 있다.

'쌍둥이 패러독스'는 이 우주를 지배하고 있는 불변의 법칙이나 진리에 목말라 있는 사람 또는 상대성 이론이나 시간여행에 대해서 호기심을 갖고 있는 청소년들에게 추천할 만한 책이다. 현대 물리학에 대한 폭넓은 이해와 지식 습득은 물론 신과 우주, 인생에 대한 이해와 상상의 폭도 넓힐 수 있는 좋은 기회이다.

| 목차 |
책머리에•4
추천의 글•8

Chapter 1
움직이는 상자 안의 생명체 15
1 한숨 자는 동안 수십 년이 흘러가다_17 | 2 더 이상 본모습을 감추기 곤란해진 시간_20 | 3 상자 안에 넣어져 우주를 다녀온 생명체_24 | 4 서로 상대방이 더 젊다고 주장하는 쌍둥이들_27 | 5 광속으로 달리면 시간이 정지한다_31 | 6 한날한시 태어난 쌍둥이가 8살 차이가 나다_34 | 7 쌍둥이 동생보다 4.8살이 젊은 쌍둥이 언니_37 | 8 코웃음 치는 과학자_41

Chapter 2
우주의 거대한 벽시계 뉴턴의 시공간 45
1 어딘가에 붙박혀 있는 공간_47 | 2 온 우주를 휘감아 흐르는 거대한 시간의 강물_50 | 3 우주를 우주 밖에 나가 바라보다_53 | 4 ‘보편적 시간’이 거대한 강처럼 흐르는 우주_56 | 5 광대해지는 우주 앞에서도 고정관념에 집착하다_60

Chapter 3
비껴가는 화살들 아인슈타인의 시공간 65
1 아인슈타인이 붙잡은 속도의 문제_67 | 2 영감이 번득이던 청년 과학자_71 | 3 우주 만물 각자가 스스로 우주의 중심에 서다_76 | 4 아인슈타인의 시간은 별마다 다르다_81 | 5 시간이 시간을 비껴가다_86 | 6 광속으로 날아가는 우주선은 평면원이 된다_94 | 7 쌍둥이들의 활동 무대는 아인슈타인의 시공간_99

Chapter 4
스쳐가는 공간을 느껴 보려 하다 103
1 절대 공간을 검측하려는 29세의 과학자_105 | 2 작은 지구의 불빛이 우주 공간에 퍼져 나가다_109 | 3 생활주변에서 찾아낸 실험의 원리_113 | 4 실험의 최종 결과는 실망스러운 것이었다_117 | 5 아무리 움직여도 움직였다는 느낌이 없다_122 | 6 이유를 찾아내려는 과학자들_124 | 7 아인슈타인의 정답_129

Chapter 5
빛이 만들어 내는 시공간의 형상 133
1 매우 흥미로운 탐구 대상_135 | 2 태양이 순간적으로 사라진다면_140 | 3 빛을 통해서 우주를 안다_146 | 4 빛이 파동이었음을 발견한 과학자_149 | 5 두 명의 거인이 퍼져 나가는 빛을 바라보다_155

Chapter 6
시간대 공간의 비례상수 공간율 163
1 광원의 입장에서 광속은 변할 수 없다_165 | 2 관측자의 입장에서 광속은 변할 수 없다_172 | 3 광속이 불변인 것은 공간율이 하나이기 때문이다_176 | 4 공간율 측정의 정밀함의 끝_182

Chapter 7
모든 일은 회항의 순간에 벌어졌다 187
1 쌍둥이들의 시공간은 서로 전혀 다른 시공간_189 | 2 회항의 순간에 시간이 건너뛴다_193 | 3 재회하는 쌍둥이 자매_200 | 4 시간여행의 끝_203 | 5 우주의 쌍방성을 보여 주는 쌍둥이들_206

Chapter 8
쌍둥이의 눈으로 우주를 보다 211
1 팽창하는 우주_213 | 2 없었던 시간이 생기고 없었던 공간이 생기다_217 | 3 빅뱅은 안으로 팽창하는 폭발_220 | 4 시간이 생겨나는 곳과 머물러 있는 곳_222 | 5 공간은 정지해 있지 않다_228 | 6 눈에 보이지 않는 우주의 동심구들_232 | 7 눈에 보이는 우주의 동심체들_235 | 8 모든 물체 각자가 스스로 우주의 중심에 있다_237

Chapter 9
우주의 중심과 변방 241
1 쌍둥이들이 빅뱅을 지켜보다_243 | 2 크게 엇갈리는 시간_246 | 3 전혀 다른 공간의 해석_250 | 4 앤의 우주와 베티의 우주_252

Chapter 10
우주의 형상도가 그려지다 257
1 인간은 우주 밖으로 나갈 수 없다_259 | 2 우주의 형상을 그리다_263 | 3 태양계, 별, 은하계, 그리고 우주는 얼마나 큰가_269 | 4 빅뱅의 증거가 된 우주배경복사_271 | 5 우주가 생긴 이래 한 번도 멈추지 않은 태초의 빛_273 | 6 69억 광년의 거리를 날아오다_277 | 7 우주배경복사의 과거 현재 미래_282

| 부록 |
시공간에서 벌어지는 이상한 일들 285
1 달리는 것은 홀쭉해진다_287 | 2 길이 수축의 진정한 의미_292 | 3 시간 지연으로 수명이 10배 늘어나다_295 | 4 동시간은 존재하지 않는다_301 | 5 교차하는 두 기차엔 동시간이 없다_304 | 6 아인슈타인의 날아가는 방_306 | 7 번개 치는 밤의 이야기_308 | 8 전자파의 끝없는 변신_310 | 9 명목상의 시간 지연율과 명목상의 시간 가속률_314 | 10 속도에 속도를 더할 수 없다_318 | 11 유체 속에서의 이동 속도_322 | 참고한 책 자료들_325


| 저자 소개 |
이광수
1972, 서울대 지질학과
1990, 미국 인디아나대 행정환경대학원(SPEA)(환경과학 석사)
1986-1996, 환경부 근무
1994-1995, 케냐 유엔환경계획(UNEP) 파견근무
저서, ‘종의 종말(1997)’, ‘시간 여행(2012)

이주현
2002, 캐나다 런던 루카스고(A. B. Lucas Secondary School)
2010, 캐나다 토론토대(University of Toronto)(응용수학 이학사