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우리나라 어린이가 가장 좋아하는 과학자는 ‘아인슈타인’ 목록

조회 : 4256 | 2014-05-13

아인슈타인

인류 역사상 가장 위대한 과학자 중 한명으로 꼽히는 아인슈타인. 사진은 1947년 오렌 J. 터너가 찍은 것이다. / 이미지 출처 : 퍼블릭 도메인(Wikipedia.org)

 

여러분이 가장 좋아하는 과학자는 누구인가요? 과학의 날인 4월 21일 맞아 어린이 과학 잡지 「과학쟁이」가 전국 초등학교 1~6학년 학생 496명을 대상으로 우리나라 어린이들이 가장 좋아하는 과학자를 조사했어요.

 

가장 많은 친구들이 아인슈타인(20.6%)을 꼽았고, 에디슨(19.0%), 뉴턴(11.1%), 퀴리부인(8.9%), 장영실(8.3%)이 그 뒤를 이었어요. 우리나라 과학자 중에는 5위에 오른 장영실의 순위가 가장 높았고, 10위권 밖에 정약용과 최무선 등을 좋아하는 과학자로 이름을 올렸답니다.

 좋아하는 과학자

 우리나라 어린이가 가장 좋아하는 과학자에 대한 설문조사 결과. / 자료출처 : 월간 과학쟁이

 

자, 여러분이 좋아하고 존경하는 과학자는 누구인가요? 우리나라 어린이들이 가장 좋아하는 아인슈타인에 대해 살펴보면서 여러분이 좋아하는 과학자에 대해서도 생각해 보세요.

 

 

* 알아두기

- 알버트 아인슈타인

[특수 상대성 이론]

[일반상대성 이론]

[1921년 노벨 물리학상 수상, 광전효과에 관한 기여가 그 이유!]

[아인슈타인의 상대성 이론이 우리랑 무슨 상관이냐고?]

 

* ‘과학자’와 친해질 수 있는 과학도서 추천

 

* 생각 키우기

여러분이 좋아하는 과학자는 누구인가요? 자신이 좋아하는 과학자를 꼽아보고, 그 이유도 간단하게 적어봅시다. 좀 더 알아보고 싶다면, 그들의 업적을 상세히 정리해 보는 것도 좋겠지요.

 

 

 

- 알버트 아인슈타인

아인슈타인

독일에서 태어난 아인슈타인은 1955년 4월 18일 76세를 일기로 미국에서 사망했습니다. 사진은 1893년 14살의 아인슈타인. / 이미지 출처 : 퍼블릭 도메인(Wikipedia.org)

 

우리나라 어린이들이 가장 좋아하는 과학자로 뽑힌 알버트 아인슈타인(Albert Einstein, 1879~1955). 이름만 들어도 내용은 잘 모르지만 ‘상대성 이론’이 딱 떠오를 거예요. 아인슈타인은 상대성 이론을 통해 세상을 바라보는 우리 인간들의 시각을 바꾸어 놓았습니다. 그렇게 그는 세계에서 가장 유명한 과학자 중 한 명이 되었고요.

실제 실험을 통해서가 아닌 머릿속에서 상상을 통해 이뤄진 사고 실험을 통해 아인슈타인은 상대성 이론을 만들어 냈습니다. 아인슈타인은 상상력을 강조한 과학자였는데요, “지식보다 중요한 건 상상력이다. 나는 상상력을 자유롭게 이용하는 예술가다.”라고 했다는군요.

 

 

[특수 상대성 이론]

빠른 속도로 등속운동(일정한 속도로 움직임)을 하면 시간은 느려지고 거리는 짧아지고 질량은 늘어납니다. 우리가 불변하고 절대적이라고 생각했던 시간과 거리가 관찰자의 운동에 따라 달라진다는 것이지요.

 

 

[일반상대성 이론]

가속운동을 하는 자유 낙하 중인 놀이기구에 탄 사람은 무중력 상태를 경험하게 되는 현상. 중력을 만드는 만유인력과 관성력은 구별할 수 없다는 이 등가의 원리가 성립하려면 중력이 시간과 공간을 휘게 만들어야 하고, 휜 공간에서는 그 시공간을 지나는 빛도 휘어야 하지요. 중력에 의해 시공간이 휜다는 아인슈타인의 일반상대성 이론은 태양의 일식 관측으로 입증됐어요. 일식 때 찍은 사진에 나타난 태양 주위의 별들은 태양이 없는 밤에 찍은 사진보다 태양으로부터 멀어져 있었거든요. 결국태양과 같이 큰 질량 주위를 지나는 빛이 휘어져 간다는 것이지요. 멀어진 정도도 오차의 한계 내에서 아인슈타인의 예상치와 일치했고요. 아인슈타인은 일반상대성 이론으로 인해, 새로운 중력 이론과 함께 새 시대가 시작되었음을 알렸다는 평가를 받았고, 대중적인 스타 과학자가 될 수 있었답니다.

이 외에도 과학자들이 찾아낸 아인슈타인의 ‘태양처럼 질량이 큰 물체 주위의 시공간이 휜다는 일반 상대성 이론’의 증거는 많답니다.

 

 

[1921년 노벨 물리학상 수상, 광전효과에 관한 기여가 그 이유!]

아인슈타인 이전에는 빛이 파동이라고 생각하는 과학자들과 빛이 입자라고 생각하는 과학자들 사이의 해묵은 논쟁이 계속되다 빛은 독일의 헤르츠와 맥스웰이 빛이 전자기파의 일종이라는 것을 밝혀내면서 빛의 파동설이 승리한 듯 보였습니다. 하지만 이런 이론들로 설명할 수 없는 현상들이 나타나게 돼요.

1905년 아인슈타인은 세 편의 주요 논문을 발표했는데, 그 중 하나가 광전효과를 설명하는 논문이었습니다. 광전효과(photoelectric effect)는 금속 등의 물질이 고유의 특정 파장보다 짧은 파장을 가진 (따라서 높은 에너지를 가진) 전자기파를 흡수했을 때 전자를 내보내는 현상을 말합니다. 플랑크의 양자 가설을 빛에 적용하면 빛이 진동수에 플랑크 상수를 곱한 만큼의 에너지를 가지고 있는 에너지 알갱이라고 가정하고 이 빛 알갱이를 광양자라고 불렀습니다. 빛이 파동이 아니라 불연속적인 에너지를 가지는 알갱이라고 생각한 것이지요. 아인슈타인의 광양자설은 광전효과를 성공적으로 설명했습니다.

아인슈타인이 이 현상을 ‘빛은 입자다’는 가정함으로써 설명했고, 그 공로로 1921년에 노벨 물리학상을 수상하게 된 것이랍니다.

현재 우리는 아인슈타인 이전의 많은 과학자들이 증명해 낸 ‘빛은 파동이다’와 아인슈타인이 증명해낸 ‘빛은 입자다’ 즉, 빛은 파동의 성질과 입자의 성질을 모두 가지고 있다는 받아들이기 어려웠던 ‘빛의 이중성’을 인정할 수밖에없게 됐답니다.

 

 

[아인슈타인의 업적들이 우리랑 무슨 상관이냐고?]

과학 전공자들도 이해하기 어렵다는 특수상대성 이론, 일반상대성 이론 그리고 광양자설까지. 도대체 우리랑 무슨 상관이라고 그 어려운 암호 같기 만한 이야기들을 듣고 있어야 하는 걸까요? 자, 지금부터 아인슈타인의 업적이 우리 삶에 끼치는 영향을 몇 가지만 살펴볼까요? 어렵지만 이런 것들이 다 아인슈타인 때문에 사용하게 되었구나 하고 이해하면 좋겠습니다.

 

의료장비 양전자 방출 단층촬영(PET)

pet

양전자 방출 단층촬영(PET) 스캐너(왼쪽)과 이를 이용하여 촬영된 뇌(오른쪽). / 이미지 출처 : 퍼블릭 도메인(Wikipedia.org)

 

1932년 발견된 양전자가 이 의료장비에 사용되고 있습니다. PET는 양전자 방출을 이용하는 핵의학 검사 방법 중 하나로 양전자를 방출하는 방사성 동위원소를 결합한 의약품을 체내에 주입해 양전자 방출 단층 촬영기를 이용해 이를 추척하면서 체내 분포를 알아보는 방법입니다. 암 검사, 심장 질환, 뇌 질환 및 뇌 기능 평가를 위한 수용체 영상이나 대사 영상 등을 얻을 수 있습니다. 병원에서 PET 사진을 찍을 때마다 우리는 특수상대성 이론의 혜택을 받고 있는 것이랍니다.

 

위성항법장치(GPS)

자동차 내비게이션으로 길을 쉽게 찾고, 휴대전화로 통화를 할 때에도 우리는 상대성 이론을 잘 활용하고 있는 셈이라네요.

1978년 위성항법장치(GPS) 위성들이 발사되기 시작했는데, 이 위성은 고속으로 움직이면서 전파신호를 정밀하게 발사합니다. 특수상대론적 효과에 의해 고속으로 움직이는 위성은 하루에 1백만 분의 7초 정도의 비율로 시간이 느려지고, 우주에서는 중력이 작기 때문에 일반상대론적 효과에 의해 하루에 1백만 분의 45초 정도 시간이 빨라진답니다. 결국 이 두 표과를 모두 합해서 보정해 내야 우리가 사용하는 GPS 장치가 정확한 위치를 계산하고, 휴대전화 단말기와 기지국이 시각을 맞춰 전파신호를 헷갈리지 않게 주고받을 수 있다니 내비게이션과 휴대전화를 사용하는 것 또한 아인슈타인의 덕이군요.

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궤도를 따라 도는 GPS 위성의 개념도. / 이미지 출처 : NASA

 

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지구상 어디에서나 충분한 개수의 GPS 위성이 수신되고 있음을 나타내는 애니메이션. 이 애니메이션은 지구상 어느 위치에서든 10개 안팎의 GPS 위성의 신호를 수신할 수 있다는 수치를 보여줍니다. / 이미지 출처 : 퍼블릭 도메인(Wikipedia.org)

 

 

 

* ‘과학자’와 친해질 수 있는 과학도서 추천

‣ 과학자와 놀자 - 김성화 글|이광익 그림|창비

‣ 나는 과학자의 길을 갈테야- 송선수․이은경 지음|창비

‣ WHO 시리즈, 알베르트 아인슈타인 / 스티븐 호킹 / 마리퀴리 / 에디슨 / 루이 파스퇴르 /레이첼 카슨 - 안형모 외 글|스튜디오 청비 그림|다산어린이

‣ 장영실(고정욱선생님이 들려주는)- 고정욱 글|산하

‣ 선생님도 모르는 과학자 이야기(교과서에 등장하는 과학자들의 숨겨진 이야기 )- 사마키 다케오 글|윤명현 옮김|글담

‣ 어린이를 위한 과학자 이야기 1~3권- 김태일․정완상․손영운 글|파랑새

 

 

 

* 생각 키우기

여러분이 좋아하는 과학자는 누구인가요? 자신이 좋아하는 과학자를 꼽아보고, 그 이유도 간단하게 적어봅시다. 좀 더 알아보고 싶다면, 그들의 업적을 상세히 정리해 보는 것도 좋겠지요.

 

“내가 존경하는 과학자는 [_____________________________________________________]이다.

왜냐하면 [___________________________________________________________]하기 때문이다.”

 

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