[도서리뷰] 세상에서 가장 쉬운 과학 수업: 별의 물리학

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책 제목 - 새상에서 가장 쉬운 과학 수업: 별의 물리학

 

지은이 - 정완상

 

출판사 - 성림원북스

 

목차

추천사
천재 과학자들의 오리지널 논문을 이해하게 되길 바라며
별의 죽음 과정을 물리학적으로 밝히다 _겐첼 박사 깜짝 인터뷰

첫 번째 만남 | 고대의 별 이론
고대 이집트의 태양력 _고정된 별과 방황하는 별
별자리 _사물, 동물, 신화 속 영웅의 이름을 붙이다
황도 12궁과 점성술 _태양이 지나가는 12개의 별자리
태양신 라 이야기 _신성한 존재로 여겨진 태양
탈레스와 아낙시만드로스의 별에 대한 생각 _태양, 달, 별은 무엇으로 이루어져 있을까?
천구 모형의 등장 _별이 있는 곳
아리스타르코스의 관측 _지구와 달, 지구와 태양 사이의 거리
지구의 반지름을 계산한 에라토스테네스 _태양 광선과 그림자를 이용해
별의 밝기를 연구한 히파르코스 _별의 밝기에 등급을 매기다

두 번째 만남 | 만유인력과 별의 거리
만유인력의 발견 _질량을 가진 두 물체가 서로 끌어당기는 힘
중력가속도의 계산 _중력 때문에 생긴 가속도
중력에 대한 퍼텐셜 에너지 _미분과 적분을 이용하여
비리얼 정리 _클라우지우스의 증명
광행차의 발견 _지구 공전의 증거
별까지의 거리 _베셀과 연주시차
별의 절대등급 _별의 실제 밝기 비교하기

세 번째 만남 | 폴리트로픽 과정과 별의 구조 방정식
폴리트로픽 과정 _별 속의 기체의 열역학
레인과 엠덴의 폴리트로픽 별 모형 _별이 평형을 이루기 위한 방정식
에딩턴의 별 모형 _복사 압력을 추가하다

네 번째 만남 | 별의 탄생과 진화
하버드 대학의 여성 천문학자들과 별의 분광형 _별 연구의 역사
H-R도의 발견 _별의 밝기와 온도의 관계
원시별 이론 _별은 어떻게 탄생하는가
별이 빛나는 이유 _별에서 일어나는 핵융합 반응
별의 일생 _별의 탄생부터 죽음까지
펄서 _중성자별이 내는 규칙적인 신호
블랙홀 _빛조차 빠져나올 수 없는 천체

다섯 번째 만남 | 별의 죽음에 대한 연구
찬드라세카르의 생애 _멈추지 않은 열정
찬드라세카르의 논문 속으로 _백색 왜성의 평형 조건

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고대 천문학부터 찬드라세카르의 별의 죽음 이론까지
별의 일생을 물리학적으로 밝힌 위대한 논문 속으로
우주의 아름다움과 물리학의 만남, 그 신비를 파헤쳐 보자!

별의 죽음은 질량에 따라 달라진다. 태양 정도의 가벼운 별은 백색 왜성, 그보다 무거운 별은 중성자별, 상대적으로 가장 무거운 별은 블랙홀이 된다. 인도 출신 천체물리학자 찬드라세카르는 이 중에서 주로 백색 왜성을 연구했다. 그는 별의 구조와 진화를 물리학적으로 밝혀내 1983년 노벨 물리학상을 수상했다.
〈노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학〉 시리즈 9번째인 이 책은 별의 죽음, 특히 백색 왜성의 평형 조건을 발견한 찬드라세카르의 1931년 논문을 중심으로 20세기의 별에 관한 연구를 다루었다.
쉽게 이해할 수 있도록 고대 사람들이 생각했던 별 이야기부터 시작했다. 뉴턴의 만유인력, 광행차 현상, 별까지의 거리, 별의 절대등급에 관한 내용도 살펴보았다. 또한 별이 어떻게 안정된 형태를 유지하는가를 알려주는 레인-엠덴 방정식을 자세히 설명했다. 이를 위해 간단하게 열역학도 다루면서 폴리트로픽 과정을 소개했다.
별의 등급과 분류 연구의 역사를 가지고 별의 일생도 알아보았다. 이와 관련해 별 이론에 대한 레인과 에딩턴의 논문, 별 탄생을 다룬 베테의 논문, 별이 죽음의 한 형태인 백색 왜성의 물리학을 논한 찬드라세카르의 논문을 다루었다.
부록에는 이 논문들의 영어 원문과 노벨 물리학상 수상자 목록을 실어 더 깊은 탐구와 이해를 도왔다.

 

- [출판사 책 소개]

 

 

 

 

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이번에 소개해 드릴 책은

<세상에서 가장 쉬운 과학 수업: 별의 물리학> 입니다.

 

 

 

이 책은 물리학자이자 과학 커뮤니케이터인 

정완상 교수가 별과 우주의 원리를 

쉽게 이해할 수 있도록 풀어낸 과학 교양서입니다.

 

 

‘별’이라는 주제를 중심으로, 

우리가 밤하늘에서 바라보는 작은 빛들이 

실제로는 어떤 물리적 과정과 법칙을 통해 만들어지는지를 설명해 줍니다.

그리고 그 중심에는 오리지널 논문이 있습니다.

 

 

 

 

어렵게 느껴질 수 있는 천체물리학 내용의

수식과 증명 과정을 자세히 풀어낸 점이 

이 책의 가장 큰 특징입니다.
책 내용 중 인상 깊었던 부분을 몇 가지 소개해 보겠습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

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우선 책의 큰 흐름에 대해 설명드리겠습니다.

책은 별의 물리에 관한

몇 편의 논문을 다루고 있습니다.

별 이론에 대한 에딩턴과 레인의 논문 및

별틔 탄생 과정을 논한 베테의 논문,

별의 죽음을 연구한 찬드라세카르의 논문입니다.

 

 

 

 

그리고 20세기 위대한 업적인 별에 관한 연구를

독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 고대 사람들이 생각했던

 별 이야기를 곁들였습니다.

뉴턴의 만유인력, 별빛에 대한 광행차 현상과

별까지의 거리를 측정하는 방법,

별의 절대등급에 대한 역사도 살펴보았습니다.

 

 

 

 

또한 별이 어떻게 안정된 형태를 유지하는지 알려주는레인-엠덴 방정식을 자세히 설명하였습니다.그리고 이를 위해 간단하게 열역학을 다루면서열역학 과정 중 하나인 폴리트로픽 과정과이를 이용한 레인과 엠덴의 폴리트로픽 별 모형을 소개했습니다.

 

 

 

 

별의 등급과 분류에 대한 연구의 역사를 가지고

별의 일생도 설명하고 있습니다.

별의 죽음의 한 형태인 백색 왜성의 물리학을 논한찬드라세카르의 논문으로 마무리됩니다.

 

 

 

 

 

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사실 제가 이렇게 책의 흐름에 대해 자세히 설명하는 것은이 책이 분명 쉽게 설명하려 애썼지만쉽지 않기 때문입니다.

 

 

 

 

별 속 기체의 열역학,

벡터미분연사자, 편미분

기체 분자들 사이의 퍼텐셜 에너지,

복사 압력, 축퇴 에너지, 양자역학...

 

 

수학과 물리를 싫어하고

어려워 하는 저에게는

분명 한글이고 숫자인데도 어렵더라구요.

수학에 손 놓은지 너무 오래되서일까요..?ㅎㅎ

 

 

 

그럼에도 불구하고 이런 어려운 내용을

이해하려는 시도를 해볼 수 있다는 것 

그 자체가 좋았던 것 같습니다.

 

 

 

황도 12궁 (출처-google image)

 

 

 

 

 

중학교 과학 과정에 나오는 황도 12궁 등

고대 이집트 사람들의 별과 관련된 이야기가

그나마 친숙한 이야기라 이해가 잘 되었는데요.

 

 

 

우리가 지금 사용하는 별자리 이름은 거의 대부분

고대 그리스 시대,

대략 기원전 3000년경 바빌로니아 부근에서

만들기 시작한 것으로 여겨집니다.

별자리 중 최초로 발견된 것은 황소자리라고 해요.

 

 

 

 

바빌로니아 천문학자들의 별자리는

그리스 로마에게로 전승되었고,

그리스 로마 사람들은 별자리에

자신들의 신화에 나온 영웅, 동물 등의 이름을 붙였습니다.

 

 

 

 

황도는 태양이 1년에 걸쳐

하늘을 이동하는 경로를 의미하며

태양이 지나가는 12개의 별자리를

황도 12궁이라 부릅니다.

 

 

 

고대 이집트 사람들은

태양이 지는 것을 죽음, 태양이 뜨는 것을 부활로 보아

서쪽은 죽음의 땅,

동쪽은 부활의 땅으로 생각했다는데요.

그래서 피라미드를 비롯한 대부분의 무덤은

나일강 서쪽에 지었다고 합니다.

고대 이집트 사람들이 태양과 달을 

얼마나 신성하게 여기는지 알 수 있었습니다.

 

 

 

 

 

 

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사실... 이렇게 글을 쓰기 민망할 정도로

책은 많은 내용을 담고 있습니다.

 

 

미적분에 대한 내용도 다 잊어버리고

왜성도 찬드라세카르도 몰랐던 제 문제가 아니었을까요..!

'이게 무슨 말이지?' 손으로 더듬더듬

읽었던 문장을 다시 돌아가며 읽어야 할 만큼

저에게는 정말 어려운 책이었지만...

 

 

분명 수학과 물리를 좋아하는 사람들에게는한 줄기 빛과 같은,유일무이한 책이 될 수 있을 것이라 생각합니다.(책을 읽다 보면 그런 생각이 저절로 듭니다)

 

 

 

 

 

 

 

찾아보니 다양한 시리즈가 있더라구요.

기후물리학, 양자 전기역학, 양자물질 등

이런 어려운 내용들을 전공자가 아닌

일반인을 대상으로 자세히 다룬 책이 있다니...

왠지 모르게 집필해준 교수님과돈보단 의미를 가지고 (...?)책을 출간해준 출판사에게 감사의 마음이 들었습니다.

 

 

 

 

 

 

저자는 책의 서론 부분에서 직접

많은 이들에게 이 시리즈를 추천합니다.

과학자가 꿈인 학생과 그의 부모,

어릴 때부터 수학과 과학을 사랑했던 어른,

양자역학과 상대성이론을 좀 더 알고 싶은 사람,

아이들에게 위대한 논문을 소개하려는 과학 선생님,

반도체나 양자 암호 시스템,

우주 항공 계통 등의 일에 종사하는 직장인,

<인터스텔라>를 능가하는 SF 영화를 만들고 싶어 하는

영화 제작자나 웹툰 작가 등

많은 사람에게 도움이 되면 좋겠습니다 : )

 

 

 

 

 

 

 

개인적인 책 평가

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