[SOH] 알버트 아인슈타인(Albert Einstein)은 현대 과학사상 가장 위대했던 과학자 중의 한 명이다. 그의 ‘상대성 이론’은 과학계의 시공간 개념을 바꿔 놓았을 뿐만 아니라, 21세기 인류의 우주 철학관에도 영향을 끼쳤다. 아인슈타인이 사용한 실험방법은 현대과학이 증명한 ‘관찰, 가설, 실험’이 아니다.
아인슈타인은 “관찰이 가능한 현상으로만 이론을 세우는 것은 완전히 잘못된 것”이라는 견해를 가지고 있었다. 백 년 전 그가 상대성 이론을 발표했을 때, 과학계는 조롱과 배척을 표하며 그의 이론을 인정하지 않았다.
미국의 비지니스 및 IT 전문 매체 <Business Insider>에 따르면 아인슈타인의 ‘상대성 이론’은 그의 ‘빛 실험’으로부터 출발했다.
아인슈타인은 16살 때부터 ‘만약 공간 속의 한 빛을 쫓는다면 어떠한 결과가 나올지’에 대해 생각했다. 그는 ‘만약 빛을 쫓을 수 있다면, 공간의 빛은 동결된 상태와 같을 것’이라고 추측했지만 빛은 일정한 광속으로 계속 운동하기 때문에 동결되지 못한다.
그렇기 때문에 관찰자가 계속 광선을 쫓는다 해도 빛의 속도는 변하지 않으며, 다만 변화되는 것은 시간과 같은 다른 물체라는 것을 발견할 것이다. 아인슈타인의 ‘빛’에 대한 이 가설은 ‘상대성 이론’의 기초가 되었다.
■ 기차 이론
변화 가능한 시공에서 만약 한 사람은 기차 안에 서 있고, 다른 사람은 바깥의 땅에 서 있다고 가정해보자.
이때 한 줄기 빛이 비춘다면 바깥에 있는 사람은 그 빛이 기차의 한 테두리에 반사하는 것을 볼 수 있지만 기차 안에 있는 사람은 기차가 전진하는 방향이 현재의 빛을 앞지르고 있다고 느낄 것이다.
아인슈타인은 기차 안 또는 밖에서 보는 시공의 차이는 상대적이며 변할 수 있다는 것을 믿었다. 이 이론(실험)은 ‘상대성 이론’의 기초 중 일부가 되었다.
■ 블랙상자 이론
아인슈타인은 한 공간에서 떠 다니는 블랙상자 안에 한 사람이 있다면, 그는 외부의 상황을 전혀 알 수 없기 때문에, 상자 내부의 운동 변화를 통해 외부의 상황을 추측할 수 있다고 생각했다. 만약 이 사람이 상자의 한 측으로 밀린다면 그것은 상자의 힘 때문일까 아니면 외부에서 발생된 힘에 의해서 일까?
이에 대해 아인슈타인은 ‘물체가 움직인 원인의 여부를 떠나 최종 결과가 같게 나타난다면, 시공 변화가 가능하다는 조건하에 물체가 중량을 만드는 원인은 공간변화가 중량현상을 만드는 것으로 설명할 수 있다’고 생각했다. 이 논리는 후에 아인슈타인의 ‘일반 상대성 이론’에 기초가 되었다.
올해 6월 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)에서 시공 곡률효과(즉,아인슈타인이 예측한 중력파)을 관측하여, 아인슈타인이 1916년 발표한 일반 상대성 이론이 맞았다는 것이 입증됐다.
대부분의 사람들은 아인슈타인의 이론에 대해 그 성과를 중시한다. 하지만 그 보다 더 중요한 것은 아인슈타인의 이론이 기존의 과학 이론과 우주 철학관을 완전히 바꿔 놓았다는 점이다. 다시 말해 ‘과학적으로 입증되지 않은 이론으로도 우주를 설명할 수 있다’는 것을 의미한다.
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