시간과 공간의 조건 7
뉴턴의 물리학 고전 법칙 8
중력 법칙 10
맥스웰의 전자기 이론 12
고전물리학의 문제점 14
원자의 수수께끼 15
주요 미스터리 16
현대 물리학의 배경 17
결정적 사건 18
운동의 시간 20
로런츠 변환 22
길이 수축의 효과 25
시간 팽창 26
뮤온 관찰하기 27
에너지는 질량이다, 질량 에너지 28
플랑크 상수, h와 양자효과 30
양자물리학과 고전물리학 32
디랙의 반물질 34
마이컬슨-몰리 실험 35
광속의 불변성 36
동시성 문제 37
시공간을 다르게 자르다 38
일반상대성 이론의 필요성 39
다른 관점 40
난관을 넘어서 41
가속 문제의 해결 42
일반상대성 이론의 구성 요소 43
무한 차원 44
사고 실험 46
무한과 위상 공간 48
시공간 쪼개기 49
시공간을 바라보는 방법 50
동시성은 상대적이다 51
아인슈타인의 과제 52
무중력 53
등가 원리 54
중력 질량과 관성 질량 56
뉴턴의 제1운동법칙의 확장 57
수수께끼 60
지름길 61
공간꼴 지름길, 시간꼴 지름길, 영 지름길 62
거리 찾기 64
지름길과 메트릭 66
메트릭을 찾는 방법 68
메트릭은… 69
4차원 공간의 메트릭 72
시공간 지름길 74
시간을 포함하기 76
용의 꼬리 78
누락된 구성 요소 79
용이 용의 꼬리를 물다 80
텐서 81
아인슈타인의 장방정식 84
곡률의 유형 88
양의 곡률 90
음의 곡률 92
휘어진 공간의 삼각형 94
양의 곡률을 가졌을 때… 95
음의 곡률을 가졌을 때… 96
내재적 곡률 97
외재적 곡률 98
수직 벡터 100
공간 쪼개기 102
시간과 공간 vs. 시공간 104
자연에서 일반상대성 이론 시험하기 106
빛의 휨 현상 108
일식 110
등가원리 한 번 더 살펴보기 112
잘 검증된 이론 113
블랙홀 114
시간에 따라 변하는 가속도 116
질량을 흔들다 118
고무판 비
상대성 이론 제대로 아는 척하기
□ 상대성 이론은 뉴턴의 중력 법칙 덕분에 탄생되었다?
□ 빛은 전하의 가속도의 세기에 따라 에너지가 달리진다?
□ 질량이 엄청난 양의 에너지로 바뀔 수 있다?
□ 광속은 지구의 운동에 따라 좌우되지 않는다?
□ 추상적인 시공간을 시각화하는 방법은 무엇일까?
□ 중력장에서 자유 낙하하는 사람은 왜 무중력 상태를 경험할까?
□ 같은 거리 같은 시간을 갔는데도 낮과 밤의 택시 미터기가 다르다?
□ 같은 거리도 평평한 길과 휘어진 길 사이에 차이가 있다?
□ 유클리드 기하학과 지구의 휘어진 표면은 어떤 관계가 있을까?
□ 관찰자에 따라 시공간의 분할이 상대적일 수 있는 이유는?
□ 블랙홀이 빛마저도 빨아들이는 것은 무한대의 곡률 때문이다?
□ 우주의 크기는 과연 어떻게 잴 수 있을까?
아인슈타인의 상대성 이론의 기초가 된 뉴턴의 중력 법칙
독일 철학자 임마누엘 칸트는 《순수이성비판》에서 지식의 결정적인 한계를 깊이 연구하면서, 시간과 공간이 우리 의식과 독립적으로 존재하지 않는다는 관점을 상세히 설명했다. 그럼에도 불구하고 아인슈타인이 나타나기 전까지 물리학자들을 지배하는 철학은 아이작 뉴턴에서 유래되었다. 뉴턴이 가장 위대한 물리학자이자 수학자라는 데 논란의 여지가 없다. 뉴턴은 광학에 상당한 기여를 했고, 운동 법칙 세 가지를 발견했으며, 라이프니츠와 무관하게 독립적으로 미적분학을 개발했다.
하지만 아인슈타인의 상대성 이론을 이해하는 측면에서는 뉴턴의 다른 업적보다 보편적 중력 법칙의 발견이 가장 중요하다. 뉴턴이 사과나무 아래에서 중력이라는 위대한 발견을 했다는 이야기는 유명하지만 사실이 아니다. 뉴턴의 중력 법칙의 중요성은 그 법칙이 여러 현상을 단 한 개의 이론으로 통합하여 설명한다는 데 있다. 한 개의 통합 이론을 찾는 이러한 탐색 과정은 20세기, 21세기 물리학을 이끄는 원동력이 되었다.
뉴턴은 자신의 이론에서 몇 가지를 당연하게 받아들였다. 니콜라스 코페르니쿠스 이래로 많은 과학
