#2. 누구나 쉽고 재미있는 최첨단 물리학 ‘끈 이론’
#2. 누구나 쉽고 재미있는 최첨단 물리학 ‘끈 이론’
  • 황선영 기자
  • 승인 2019.03.24 23:13
  • 댓글 0
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[데일리포스트=황선영 기자] “그린의 책을 읽으면 추상적인 끈 이론을 편하게 대할 수 있는 심오한 이론임을 느낄 수 있다.” (한국 우주 과학 연구소 김종명 연구원)

‘브라이언 그린(Brian Greene)’은 미국 컬럼비아대학교 물리학과 교수다. 그는 수학과 물리학을 잘 모르는 일반인을 대상으로 최첨단 물리학인 초 끈 이론과 M-이론을 일상적인 언어를 사용해 쉽게 강의했으며 끈 이론 가운데 중요한 업적을 남긴 학자로 평가받고 있다.

지난 2002년 출간된 그의 저서 ‘엘러건트 유니버스’를 오랜 시간이 지난 최근 다시 읽어봤다. 수학과 물리학 전공자들을 제외한 일반인들에게는 다소 생소한 ‘끈 이론(String theory)’을 쉽고 재미있게 풀어낸 책이다.

사진=브라이언 그린 교수
사진=브라이언 그린 교수

그린 교수의 엘러건트 유니버스는 우주 전체 가운데 미시이론, 그 작은 미시이론 중에서도 작은 단위를 정리한 책이다. 미지의 영역과 이 세상은 도대체 무엇을 이뤄졌을까? 질량은 얼마나 될까? 다양한 호기심을 집대성한 그린 교수는 이 책을 통해 무수한 호기심을 이해하기 쉽게 풀어주고 있다.

그린 교수는 일반적이지 않은 어려운 과학을 이해하기 쉽게 강의하기로 유명하다. 물론 혹자들은 그린 교수의 이 같은 노력에도 “물리학과 수학, 과학을 어떻게 쉽게 설명이 가능한지 모르겠다.”고 토로하기도 하지만 책 속에 녹아내린 그린 교수의 글은 분명 물리학에 대한 궁금증과 과학의 심오함을 이해할 수 있도록 풀이되고 있다.

과학의 기본은 상호 관계를 찾아내는데 그 목적이 있다. 물리학에서는 전기와 자기, 그리고 빛의 성질을 통합해 전자기학을 탄생시켰다. 또 열의 원인이 원자의 운동이라는 사실을 기반으로 열역학과 뉴턴역학이 통합됐고 원자와 분자구조가 규명되면서 물질의 화학적 성질들이 이해됐다.

물론 이 같은 결과는 실험을 통해 알려진 현상을 설명하기 위해 이론이 개발됐고 새로운 이론을 검증하기 위해 실험이 동반된다. 즉, 하나의 이론이 과학적 설득력을 가지기 위해 자체모순이 없어야 한다.

때문에 그린 교수의 ‘엘러건트 유니버스’는 끈 이론이라는 이론 물리학의 한 분야를 이 같은 범주 안에서 서술한 책이라 할 수 있다.

그린 교수의 저서 엘러건트 유니버스는 끈 이론의 기본 개념이 조리있게 서술됐다. 고대로부터 내려온 과학의 미스터리 가운데 상당수는 고작 반세기 사이에 밝혀졌다. 현대 물리학은 현재 두 개의 커다란 기초에 기반하고 있다.

이 중 하나는 아인슈타인의 일반성대성이론이면 또 다른 하나는 운자 이하의 초미세영역을 설명하는 양자역학이다. 이 두 개의 이론은 현재까지 수많은 실험을 거치면서 그 신뢰도를 입증하고 있다.

브라이언 그린 교수의 ‘엘러건트 유니버스’는 우리에게는 가장 어려운 물리학을 쉽고 재미있게 전달하는 책이다. 끈 이론은 이론의 기본 요소가 점이 아니라 길이가 있는 끈인 경우를 다루는 물리학 이론이다.

끈이 시공간에서 어떻게 움직이며 서로 어떻게 상호작용하는지 기술하고 있는 이 이론은 넓은 의미로는 M이론(M-theory)을 포함해 끈을 기본 요소 가운데 하나로 연구하는 이론적인 틀을 지칭하고 있다.

아울러 끈 이론은 지난 1970년대 초반 강한 상호작용을 기술하는 이론으로 연구됐으며 1980년대 중반부터 우주의 가장 궁극적인 물질과 상호작용을 기술하는 유력한 후보로 각광받고 있다. 특히 일반상대성이론과 양자역학을 결합한 양자중력 이론이기도 하다.

그린 교수의 저서 ‘엘러건트 유니버스’에 대해 LA타임즈는 이렇게 논평했다. “저자는 독자들을 끈 이론의 세계로 이끌면서 수시로 질문을 던지고 있다. 감춰진 차워의 수는 왜 하필 7개인가? 더 많거나 적으면 안되는가? 이전의 물리학자들은 왜 이같은 사실을 간파하지 못했는가? 등 끈 이론은 이 모든 질문들에 답을 줄 수 있어야 한다.”고 말이다.






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