도서 소개

아인슈타인과 초끈이론에 대해 다룬 살림지식 총서. 현대 물리학의 '초끈이론'에 관한 소개를 담았다. 매우 빠르게 발전하는 끈이론을 일반대중이 이해할 수 있도록 그 이론의 중요한 부분들을 풀어썼다. 아울러 끈이론을 이해하기 위해 필요한 양자역학이나 일반상대론같은 현대물리학의 제 분야에 대해서도 설명하였으며 끈이론이 자연현상을 설명하는 궁극적인 이론일 가능성에 관하여 논하고 있다. 20세기 현대물리학과 초끈이론의 발전을 담았던, 2004년도에 출간된 초판에 더해 21세기의 초끈이론의 발전을 추가해 개정판이 새로 출간되었다. 끈 이론 내에 존재하는 심오하면서 흥미로운 여러 가지 아이디어를 통해 독자들의 상상력을 자극한다.20세기 중반 이후의 새로운 실험들을 통하여 자연계에는 중력과 전자기력 이외에도 약력과 강력이라는 힘이 존재한다는 사실이 밝혀졌다. 약력과 강력은 그 상호작용이 미시세계의 원자핵과 같은 짧은 거리에서 일어나기 때문에 일상생활에서는 관측하기가 힘들다. 하지만 이들은 원자보다도 더 작은 미시세계의 구조 형성에 매우 중요한 역할을 한다. 따라서 우리가 통일장이론을 원한다면 이러한 네 가지 힘(중력, 전자기력, 약력, 강력)을 통합해서 설명하는 이론을 만들어야 할 것이다.초끈이론은 이러한 통일장이론에 대한 중요한 제안으로서, 그 이론의 타당성이 실험에 의해 검증되어야 할 것이다. 초끈이론의 이론적 구조에 대한 설명을 하기 위해서는 20세기에 이루어졌던 물리학의 발전에 대한 어느 정도의 이해가 필요하며, 이 책에서도 이러한 발전에 대한 논의가 상당한 부분을 차지한다.〈왜 초끈이론인가〉 중에서
20세기 초의 상황으로 돌아가 보자. 그 당시에 알려진 자연계에 존재하는 근본적인 힘으로는 전자기력과 중력(만유인력)이 있었다. 전술한 바와 같이 특수상대성이론은 전자기력과 뉴턴의 역학체계 간의 모순을 해결하려는 과정에서 나온 것이다. 그럼 뉴턴에 의해서 밝혀진 중력의 경우는 어떻게 되는가라는 질문을 던질 수 있을 것이다. 뒤에서 설명하겠지만 뉴턴의 중력이론은 뉴턴의 역학체계 내에서 잘 정의되며 특수상대성이론과는 모순된다. 이를 해결한 것이 바로 아인슈타인의 일반상대성이론이다 〈일반상대성〉
앞에서 언급한 대로 현재 우주는 팽창하고 있다. 필름을 거꾸로 돌리듯이 시간을 거꾸로 돌려보면, 과거로 갈수록 우주는 점점 더 작아질 것이다. 그렇게 과거로 계속 진행해 우주의 크기가 한없이 작아지면 결국 한 점으로 귀결된다. 이를 빅뱅 특이점(big bang singularity)이라 한다. 이러한 특이점들은 일반상대론이 옳다면 필연적으로 나타난다는 것이 호킹(Hawking)과 펜로즈(Penrose)에 의해 증명되었으며, 이를 특이점 정리(singularity theorem)라 한다. 그러나 일반상대론은 고전역학에 기반을 둔 이론이다. 즉 앞에서 설명한 양자역학의 틀에서 성립되는 이론이 아닌 것이다. 굉장히 작은 영역에 굉장히 큰 질량이 모여 있을 때의 물리적 현상의 설명은 양자역학의 틀 내에서 이루어져야 한다. 즉 특이점에 도달하기 전에 더 이상 일반상대론으로 설명할 수 없는, 소위 양자중력이론으로 설명해야만 하는 영역에 도달한다.〈일반상대론〉

  작가 소개

지은이 : 박재모
현재 포항공과대학교 물리학과 조교수로 활동 중이다. 미국 캘리포니아 공과대학교 물리학과에서 이학박사학위 받았다.

지은이 : 현승준
현재 연세대학교 이과대학 물리학과 교수로 재직 중이다. 미국 펜실베이니아 주립대학교 물리학과에서 이학박사학위 받았다.

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