도서 소개
별빛을 측정해 우주를 해석한 과학자들. 이 책은 빛의 속도를 밝혀내기까지 이어진 과학자들의 사유와 관측의 과정을 따라간다. 갈릴레이에서 뉴턴, 뢰머, 브래들리, 라플라스와 르베리에에 이르기까지, 하늘을 향한 질문은 점점 더 정밀한 방법과 만나며 하나의 확실한 지식으로 다가간다.
망원경과 시계, 계산과 추론을 통해 보이지 않는 것을 드러내는 그들의 여정은 과학이 어떻게 세계를 이해해 왔는지를 차분하게 보여준다. 이 책은 단순한 발견의 기록이 아니라 관측과 이론이 맞물리며 진리에 다가가는 과정 그 자체를 담고 있다. 별빛을 바라보던 인간의 사유가 어떻게 측정으로 그리고 확신으로 바뀌어갔는지 그 과정들을 친절하게 소개한다.
출판사 리뷰
별빛을 측정해
우주를 해석한 과학자들
이 책은 빛의 속도를 밝혀내기까지 이어진 과학자들의 사유와 관측의 과정을 따라간다. 갈릴레이에서 뉴턴, 뢰머, 브래들리, 라플라스와 르베리에에 이르기까지, 하늘을 향한 질문은 점점 더 정밀한 방법과 만나며 하나의 확실한 지식으로 다가간다. 망원경과, 시계, 계산과 추론을 통해 보이지 않는 것을 드러내는 그들의 여정은 과학이 어떻게 세계를 이해해 왔는지를 차분하게 보여준다. 이 책은 단순한 발견의 기록이 아니라 관측과 이론이 맞물리며 진리에 다가가는 과정 그 자체를 담고 있다. 별빛을 바라보던 인간의 사유가 어떻게 측정으로 그리고 확신으로 바뀌어갔는지 그 과정들을 친절하게 소개한다.
별빛은 얼마나 빠른가, 그 답을 찾아낸 사람들
이 책은 19세기 말의 대표적 물리학자이자 사상가였던 올리버 로지(Sir Oliver Lodge) 경이 근대과학의 개화기를 이끈 인물들의 삶과 업적을 생생하게 풀어낸다. 특히 17세기 아이작 뉴턴 이후 과학사의 흐름을 결정적으로 진전시킨 올레 뢰머, 제임스 브래들리, 알렉시 클레로, 레온하르트 오일러, 장 르 롱 달랑베르, 조제프 루이 라그랑주, 피에르 시몽 라플라스, 윌리엄 허셜, 프리드리히 베셀 등 천문학자들의 사유와 발견을 중심으로 전개된다.
목성의 위성을 관측하여 빛의 속도가 유한함을 최초로 밝혀낸 뢰머. 그의 발견은 ‘빛은 순간적으로 전달된다’는 오래된 믿음을 뒤집고, 빛이 일정한 속도로 이동한다는 인식을 확립함으로써 우주를 이해하는 방식을 근본적으로 바꾸어 놓았다. 이어 브래들리는 별빛의 ‘광행차(빛이 기울어짐)’를 발견하여 지구의 운동과 빛의 속도 사이의 관계를 정밀하게 입증했다. 보이지 않는 현상을 치밀한 관측으로 밝혀내는 과학적 방법이 이때 비로소 확고히 자리 잡는다.
이론의 영역에서는 라그랑주와 라플라스가 중요한 전환점을 이룬다. 이들은 뉴턴의 만유인력 법칙을 한층 더 정교한 수학 체계로 확장했다. 라그랑주는 역학을 보편적 형식으로 정식화했고, 라플라스는 행성과 위성의 운동을 완결성 있게 설명하며 태양계의 안정성과 궤도 변화를 예측했다. 이로써 우주는 더 이상 신비의 대상이 아니라, 계산과 법칙으로 이해 가능한 질서 있는 세계로 드러나기 시작한다.
이들의 업적이 뉴턴의 체계를 보완하고 완성하는 과정이었다면, 18세기 말에 이르러 전혀 새로운 시야를 연 인물이 등장한다. 윌리엄 허셜이다. 그는 망원경 관측을 통해 새로운 행성을 발견하고 별들의 분포를 체계적으로 연구함으로써, 우리가 속한 은하에 대한 인식을 근본적으로 바꾸어 놓았다. 그의 연구는 ‘우주는 얼마나 넓은가’라는 질문에 처음으로 구체적인 답을 제시했다.
이어 독일의 천문학자 베셀은 ‘별은 얼마나 멀리 있는가’라는 질문에 도전한다. 그는 관측 오차를 줄이는 방법을 정교하게 발전시키고, 인류 최초로 별까지의 거리를 측정하는 데 성공했다. 그의 업적은 근대 천문학에서 정밀 관측의 기초를 확립한 결정적 성취로 평가된다.
저자는 이 책에서 과학적 성과를 단순히 나열하는 데 그치지 않고, 각각의 인물들의 독창적인 연구와 탐구의 과정을 실패와 포기하지 않는 시도, 직관과 계산이 교차하는 놀라운 순간들을 감동적으로 그려내 보여줌으로서 독자들은 과학을 ‘결과’가 아니라 ‘과정’으로 경험할 수 있도록 한다.
“별 관측 역시 결코 취미 수준의 일이 아니었다. 치밀하게 세운 관측 계획, 철저한 체계에 기반한 작업이었다. 그의 목표는 놀랍게도 -이미 알려졌든 아직 알려지지 않았든 -망원경으로 볼 수 있는 천체라면 무엇이든 빠짐없이 기록하고 묘사하기 위해 하늘 전체를 질서 있게, 차근차근 훑어 나가는 것이었다.”(본문 중에서_77쪽)
빛은 별에서 우리의 눈으로 여행해 온다. 그런데 그것은 순간적으로 도달하는가, 아니면 도중에 머뭇거리며 오는가? 만약 빛이 느리게 온다면, 그것은 현재의 상태를 전해주는 것이 아니라, 아주 오래전에 그 여정을 시작했을 당시의 상황을 우리에게 알려주는 셈이 된다.
별은 1년 동안 일정한 주기로 미세한 진동 운동을 한 셈이었다. 인근의 다른 별들도 비슷한 변화를 보였으며, 이러한 현상은 ‘광행차(光行差, aberration)’, 즉 별이 실제 위치에서 약간 벗어나 보이는 현상이라 불리게 되었다.
브래들리는 이 관측 결과와 그와 유사한 여러 현상에 대해 오랫동안 깊이 고민했다. 그는 어떤 별들은 작은 원 궤도를 그리는 반면, 그로부터 떨어진 별들은 직선 형태로 진동하고, 또 다른 별들은 타원형의 궤적을 보인다는 사실을 발견했다. 이 현상의 원인이 밝혀지지 않는 한, 정확한 천문학은 불가능했다.
‘항성(恒星)’이라고 불렸던 별들이 사실은 전혀 ‘고정된’ 것이 아니었던 것이다. 이전에는 전혀 알 수 없었던 수준의 정밀한 관측이 가능해지자, 모든 별들이 마치 지구의 공전주기와 관련된 작은 궤도를 따라 움직이는 듯한 모습을 보였다.
먼저 살펴볼 것은 달의 칭동(稱動, libration)에 관한 연구다. 이 현상은 갈릴레이가 아르체트리에서 여생을 보내던 무렵, 실명하기 직전에 발견한 것이다. 잘 알려져 있듯이, 달은 지구 주위를 공전하면서 항상 같은 면을 우리에게 향하고 있다. 다시 말해, 달은 외부 천체들을 기준으로 보면 자전하고 있지만, 지구를 기준으로는 자전하지 않는 것처럼 보인다.
작가 소개
지은이 : 올리버 로지
영국의 물리학자이자 전자기 이론과 전파통신의 선구자. 맥스웰의 전자기장 이론을 계승하고 실험적으로 입증한 대표적인 과학자로, 특히 전파를 이용한 무선 신호 송수신 실험을 통해 오늘날 무선통신 기술의 기초를 확립했다.1894년 마르코니보다 먼저 전파를 이용한 무선전신 시연에 성공했고, 전기공학과 고주파 회로 연구, 에테르 이론, 광속 불변성 문제, 상대성이론에 대한 비판적 입장 등을 통해 당대 과학계에 깊은 영향을 미쳤다.교육자로서 활동하여 리버풀 대학의 총장으로 재직했으며, 과학의 대중화와 과학과 종교의 관계에 대한 통합적 이해를 평생의 과제로 삼았다.주요 저서로는 《현대의 전기(Modern Views of Electricity)》, 《헤르츠와 후계자들의 업적)(The Work of Hertz and Some of His Successors)》, 《과학과 불멸성(Science and Immortality)》 그리고 대중 과학사를 다룬 《세상의 방향을 바꾼 과학자들(Pioneers of Science)》 등이 있다.과학이 단지 실용적 기술에 머무르지 않고, 인간의 사유와 세계관을 근본적으로 바꾸는 사상적 운동임을 일관되게 강조했다.
목차
● 서문 06
제1장 뢰머와 브래들리, 그리고 빛의 속도 011
제2장 라그랑주와 라플라스 – 태양계의 안성성과 성운설 039
제3장 허셜과 항성의 운동 067
제4장 소행성의 발견 095
제5장 베셀 – 별까지의 거리, 그리고 항성 행성의 발견 109
제6장 해왕성의 발견 129
제7장 혜성과 별똥별 153
제8장 조수에 대하여 185
