(1915년 11월 25일) 아인슈타인, 상대성 이론 발표

☆우주의 비밀을 여는 상대성이론 (블랙홀, 시간과 공간의 비밀)

▶ 과학 역사상 가장 중요한 논문 중 하나

1915년 11월 25일, 과학자 알베르트 아인슈타인은 과학 역사에 있어서 가장 중요한 논문을 하나 발표합니다. 논문이란 자신의 생각을 조리 있게 적어 남들도 알 수 있게끔 공개한 글을 말해요. 아인슈타인이 발표한 논문의 제목은 <중력장 방정식 (The Field Equations of Gravitation)> 이었어요. 이 논문을 통해 아인슈타인은 물질이 어떻게 서로 뭉치고 떨어져있는가에 따라 그 물질 주변의 시간도 공간도 변한다고 이야기해요. 이 생각은 기존에 사람들이 하던 생각과도, 또 우리가 느끼는 것과도 많이 다른 생각이었어요. 우리는 “집, 학교, 길거리처럼 공간은 그냥 있는 거고 시간은 친구도, 나도, 부모님도 똑같이 하루 24시간 흐르는 거 아닐까?”하고 생각해요. 아인슈타인은 상상할 수 없을 만큼 거대하고, 태양만큼 커다란 우주에서는 한곳에 아주 무거운 물질이 있으면 그 주변의 공간과 시간이 휘어버린다고 이야기 했어요.

▶ 빛도 시간도 공간도 다 빨아들이는 블랙홀

처음에 사람들은 아인슈타인의 이야기를 믿지 못했어요. 하지만 태양 주위를 회전하는 수성의 움직임을 아인슈타인의 방식대로 계산 했더니 딱 맞게 움직인 것이었어요. 그래서 우리의 일상생활에서는 크게 느낄 수 없지만, 우주의 거대한 크기로 보면 아인슈타인의 말이 옳다는 것이 증명되었어요. 이후 사람들은 “너무나도 무거워서 빛도 끌어당겨 빠져나가지 못하게 하는 별이 있으면 어떻게 될까?”라는 상상을 해 보았어요. 그 별의 이름을 ‘블랙홀’이라고 해요. 아인슈타인이 살았던 1915년에는 블랙홀이 있는지 없는지 알 수 없었어요. 그리고 100년이 지난 2019년, 마침내 세계의 과학자들이 힘을 모아 블랙홀 사진을 찍는데 성공했어요. 빛조차 빠져나가지 못하는 블랙홀이 우리 우주에 있었고, 블랙홀 주변의 시간과 공간은 크게 휘어져 있었어요. 블랙홀에서 중심은 빛이 나올 수 없기에 검게 보이고, 블랙홀 바깥의 먼지와 가스구름 등은 블랙홀 주변을 빠르게 돌며 빛과 열을 내고 있어요. 우리 은하의 중심에도 거대한 블랙홀이 있다고 알려져 있어요. 빛도 빠져나올 수 없고, 시간과 공간을 비트는 블랙홀이 우리 은하의 중심에 있다니, 조금은 무섭지 않나요?

▶ 새 이론을 향한 도전

과학자 아인슈타인은 물리학의 여러 이론들을 깊게 생각하고, 그것을 자신의 생각에 따라 새롭게 바라보아 우리 모두가 놀랄만한 논문을 내놓았어요. 오늘날까지 아인슈타인의 이론은 우리가 살고 있는 거대한 우주를 잘 설명 해 주고 있어요. 지구와 달과 태양, 별들과 은하의 움직임 모두 아인슈타인의 이론을 쓰면 알 수 있다 해요. 하지만 우리 눈으로도, 현미경으로도 보기 힘든 원자의 세계로 들어가면 아인슈타인의 이론으로 설명할 수 없는 현상들이 있어요. 오늘도 수많은 과학자들은 보이지 않는 작은 세계와 큰 우주를 다루는 아인슈타인의 이론을 하나로 만들기 위해 노력하고 있습니다.