세상을 바꾸는 힘 : 모순과 한계에 대한 탐구




사람은 누구나 세상을 바꾸는 힘을 가지길 원한다. 그러면 세상을 바꿀 수 있는 힘은 무엇일까? 아인슈타인은 누구나 인정하는 세상을 바꾼 세계적인 과학자이다. 하지만 일반인들은 그의 과학적 업적에 대해서는 상세히 알지 못하고 들어서 금방 이해할 수 있는 것도 아니다. 그러나 그의 과학적 업적을 과학 역사와 과학 철학으로 보면 과학에 전문적인 지식이 없는 일반인도 그가 과학으로 세상을 바꾸어 놓은 힘의 원천을 알 수 있어 커다란 유익을 얻을 수 있다.

아인슈타인은 뉴턴의 중력 이론의 모순과 한계에 머무르지 않고 보완하는 새로운 중력 이론을 제안하여 뉴턴의 우주관을 새로운 우주관으로 대체하여 세상을 바꾸어 놓았다. 물론 이는 그의 혼자만의 결과가 아니다. 아인슈타인을 비롯한 당대 수많은 과학자들의 끈질긴 모순과 한계에 대한 탐구를 통해서 어떻게 세상이 바뀌었는지 살펴보자.





1. 옛 세상의 지배 논리 : 뉴턴의 중력 이론과 우주관

아이작 뉴턴의 중력 이론은 17세기부터 아인슈타인의 우주론이 발표되기 까지 300년 동안 사람들의 우주에 대한 이해에 결정적인 영향을 미쳤다. 사실 이것은 중세로 부터 이어져 왔던 우주론을 대치하여 세상을 바꾸는 힘을 발휘한 혁명적인 우주론이었다. 우선 특징을 간략히 살펴본다.


뉴턴의 중력이론과 우주관을 한눈에 보여주는 그림과 수학 방정식
뉴턴은 중력이론으로 지구는 물론 우주의 운행을 설명했다. 출처=AdobeStock



1) 우주의 운행을 설명하는 기초 이론인 뉴턴의 중력 이론

아인슈타인의 우주관이 발표되기 전에는 뉴턴의 중력의 이론은 우주의 동작을 설명하는 기초 이론으로 견고하게 작용했다. 그는 모든 물체 사이에는 만유인력이 작용한다고 주장했다는 사실을 우리는 잘 알고 있다. 하지만 뉴턴의 만유인력은 보다 확대되어 지구가 사과를 잡아당겨 떨어지는 것과 지구가 달을 잡아당겨 달이 지구로부터 벗어나지 않고 원 궤도를 그리는 것이 같고, 그것을 ‘중력’이라는 힘이라 불렀다. 그래서 뉴턴은 지구에서 작용하는 중력으로 태양계의 운동, 은하계 형성, 그리고 우주의 구조를 설명했다. 이렇게 뉴턴의 중력 이론은 지구는 물론 우주에서 일어나는 현상을 설명하는 강력한 도구로 사용되었다.


2) 정적인 우주 모델

뉴턴의 우주론의 가장 큰 특징은 정적인 우주 모델을 가정한다는 것이다. 그는 우주가 무한히 크고 불변하며, 시간과 공간이 변하지 않는 절대적인 것이라 믿었다. 뉴턴의 만유인력에 의하면 지구와 달은 서로 중력이 잘 조화된 안정된 상태이다. 균형잡힌 중력으로 달은 지구를 안정적으로 돌고, 지구 또한 태양에게 그렇게 한다. 이와 같이 온 우주도 서로간의 균형에 의해 자기 궤도를 유지하고 있다 여겼다. 이러한 모델은 우주의 구조와 모양은 고정되어 있으며 변화가 없다고 가정된다.


3) 뉴턴의 중력 이론에 근거한 천체 관측

뉴턴 시대의 천문학자들도 나름 여러 가지 방법을 동원해서 천체 관측을 했고, 우주의 구조와 현상을 탐구하였다. 행성들의 운동, 별들의 분포, 그리고 은하들의 모양 등을 관측했다. 하지만 이들이 가지고 있었던 과학적인 모델이 뉴턴의 중력 이론이었기 때문에 그들은 대부분은 뉴턴의 중력 이론에 근거해서 천체 관측을 시도했다.


4) 안정적인 은하

그 결과 뉴턴의 중력 이론에 근거한 우주론은 은하들이 안정적인 상태에 있다는 가정하에서 이루어졌다. 은하들은 중력에 의해 서로 상호작용하고, 이 상호작용으로 은하들과 은하 안의 모든 별들을 서로 잡아 묶어 상대적으로 안정적인 은하를 유지한다고 보았다.


5) 천체 역학

그리고 뉴턴의 중력 이론에 의한 우주관은 천체들의 운동과 상호작용에 대한 이론인 천체 역학의 이론적인 기반을 제공하여 행성의 궤도, 혜성의 운동 등을 설명하고 예측하는 것을 아주 중요한 역할이라고 생각했다.




2. 뉴턴의 우주관의 모순과 한계에 대한 과학자들의 끈질긴 탐구

오랫동안 서양 사회를 지배하고 있던 뉴턴의 중력이론은 아인슈타인의 상대성 이론이 등장하기 이전부터 뉴턴의 중력이론으로는 설명이 잘 안되는 많은 과학적 발견들의 도전을 받고 있었다. 이것들이 모여서 뉴턴의 우주관에 모순과 한계가 있다는 주장이 제기되기 시작했다. 그중 주목할만한 몇 가지 사례는 다음과 같다.


1) 행성 궤도 운동의 편차

18세기에 프랑스 천문학자들은 태양계 천체들의 운동을 관찰하면서 뉴턴의 중력이론에 대한 일부 모순을 발견했다. 특히, 행성들의 궤도 운동에서 소규모의 불규칙한 편차가 발견되었는데, 이는 뉴턴의 중력 이론만으로는 설명하기 어렵다는 것을 의미했다.

이러한 편차는 특별히 프랑스의 천문학자인 아더투르 르베리에의 “수성의 태양 근일점(perihelion)의 전진(precession) 연구”에 의해 관찰되었으며, 이후 다른 천문학자들도 이 문제에 주목하게 된다. 근일점은 수성의 공전 궤도가 태양에 가장 가까운 지점을 말한다. 1800년대부터 이미 천문학자들은 수성의 근일점이 100년에 5,610초(1.5583도)만큼 움직인다는 사실을 관측을 잘 알고 있었다. 문제는 뉴턴의 만유인력 법칙으로 계산하면 5,567초는 설명이 가능한데 나머지 43초(0.01194도)가 설명되지 않아 새로운 해법이 필요하다는 요청이 계속해서 늘어갔다(후에 아인슈타인의 일반 상대론 방정식으로 계산해 보니 놀랍게도 43초가 딱 맞았다).


위르뱅 장 조제프 르베리에(Urbain Jean Joseph Le Verrier)
위르뱅 장 조제프 르베리에(Urbain Jean Joseph Le Verrier)
돌고 도는 수성의 궤도 : 수성의 근일점 이동 바로가기





2) 빛과 중력의 관계에 대한 두 실험 : 빛의 속도 일정성과 빛의 굴절에 대한 실험

19세기에는 광학 실험을 통해 뉴턴의 중력 이론에 대한 의문이 본격적으로 제기되기 시작했다. 특히 빛과 중력과의 관계에 대한 실험에서 아주 중요한 결과들이 도출되었다.

먼저 알렉산더 간더슨(A.A. Michelson)과 알버트 미셸슨(A.A. Michelson)은 빛의 속도에 대한 “미셸슨-모레리 실험”을 수행하였다. 그들은 빛의 속도가 관측자의 상태에 영향을 받지 않고 항상 일정하다는 사실을 발견했다. 이는 뉴턴의 절대적인 시간과 공간 개념에서는 지구의 운동이 빛의 속도에 영향을 줄 것으로 예상되는 것과 정 반대의 결과였다.

만약에 뉴턴의 생각이 맞다면, 지구의 자전이나 공전 방향과 빛의 이동 방향이 동일하다면 빛의 속도는 증가할 것으로 예상할 수 있다. 이는 지구의 운동 속도와 빛의 속도가 플러스되어 속도가 더 빨라진다는 의미이다. 이와 달리 지구의 운동 방향과 빛의 이동 방향이 반대라면 빛의 속도는 감소할 것으로 예상된다. 하지만 미셸슨-모레리 실험에서는 빛의 속도 변화가 관찰되지 않았다. 그러므로 실험 결과는 뉴턴의 절대적인 시간과 공간 개념이 실제와 모순된다는 사실을 확인시켜준 것으로 결국 빛의 속도는 관측자의 상태와 관계 없이 모든 관점에서 일정하다는 아인슈타인의 상대성 이론의 핵심 개념이 되었다.

그리고 마이클 소너와 아르망 드니조의 실험에서는 중력에 의해 빛이 굴절되는 현상을 실험적으로 발견하게 된다. 그리고 2003년에는 중력장이 움직이는 속도(중력의 속도)와 빛의 속도가 같다는 아인슈타인의 가설이 미국 연구진에 의해 실험으로 측정되었다.


‘중력장·빛의 속도 동일’ 입증 기사 바로가기



두 실험의 결과를 종합하면 빛은 항상 동일한 속도로 직진하지만 중력에 의해 굴절된다. 이는 빛의 속도와 굴절이 중력과 어울려 모종의 상관관계를 만든다는 것을 시사하는 것이었다.

먼저, 알렉산더 간더슨과 알버트 미셸슨의 실험에서 얻은 결과에 따르면, 빛은 어떤 중력이나 운동 상태에 있더라도 동일한 속도로 직진한다. 이는 빛이 질량을 가지고 있지 않기 때문에 중력에 관계없이 속도가 일정하다는 것을 의미한다. 하지만 마이클 소너와 아르망 드니조의 실험에서는 빛이 중력에 의해 예상보다 크게 굴절되었다. 뉴턴의 중력 이론은 질량이 있는 물체 간의 상호작용을 설명하는데 두 실험에 의해서 빛은 질량이 없어 중력에 의해 속도가 변화되지는 않지만 중력의 영향으로 굴절된다는 사실이 밝혀진 것이다.

이는 결국 뉴턴의 중력 이론이 빛의 굴절을 완전히 설명하지 못한다는 것을 의미한다. 뉴턴의 이론에서는 중력에 의한 빛의 굴절은 예측할 수 없는 값이다. 하지만 실제 실험 결과는 다르게 나오는 모순이 발생한 것이다. 중력의 영향 없이 속도가 일정한 빛과 중력의 영향으로 굴절하는 빛이라는 엉뚱한 실험 결과는 결국 뉴턴에 의해 만들어진 중력 모델을 새롭게 대치하는 모델을 찾게 만든 것이다.





3) 에딩턴의 실험(Eddington Expedition)

뉴턴의 중력 이론은 중력이 모든 천체에 대해 무한대의 동일한 속도로, 즉각적으로 작용한다고 가정한다. 하지만 19세기 후반, 태양의 중력이 빛의 속도와 유사한 속도로 작용한다는 실험적인 증거가 발견되었다. 1919년 영국의 천문학자 애던 스타니스라우스 에딩턴(Eddington)은 태양 근처에서 일어나는 일식 현상을 이용하여 태양의 중력이 빛의 속도와 유사한 속도로 작용한다는 것을 증명하여, 이를 “Eddington Expedition”라고 부른다.

뉴턴의 우주론의 모순과 한계를 드러낸 Arthur Stanley Eddington의 1919년 5월 29일 일식을 통한 실험. 이로서 세상을 바꾸는 힘이 축척되었다.
뉴턴의 우주론의 모순과 한계를 드러낸 Arthur Stanley Eddington의 1919년 5월 29일 일식을 통한 실험


이 실험은 많은 결과를 주지만 특히 우리가 주목할 부분은 중력이 빛의 속도와 같이 무한대의 속도가 아니라는 점을 말해준다. 뉴턴의 중력 이론에 의하면 중력은 무한대의 속도로 모든 물체에 즉각적으로 작용해야 한다. 그런데 이 실험으로 중력의 실제 속도는 유한하며 작용도 즉각적이지 않다는 말이 된다.

그리고 이 실험은 실제로 태양의 중력에 의해 일어나는 빛의 굴절을 뉴턴의 중력 이론으로는 설명할 수 없다는 사실을 보여주는 실예가 된다. 실제로 일식시 태양의 중력으로 빛이 굴절하는 현상이 일어나는데 뉴턴의 중력이론은 질량을 가진 물체에만 적용되는 것이므로 질량이 없는 빛이 중력에 의해 굴절되는 것은 설명하기가 불가능하다. 그렇다면 중력에 대해 잘못 알고 있거나 아직 모르는 부분이 있다는 것을 의미하는 것이다.

이상의 발견들은 뉴턴의 중력이론에 대한 의문을 제기하고, 뉴턴의 중력 이론으로 만들어진 우주론의 한계와 모순성을 보여주는 중요한 결정적인 자료들이 되었다. 결국 이것들은 과학자들에게 새로운 이론의 필요성을 요청했고 아인슈타인의 상대성 이론이 태동하는 토대가 된 것이다.





3. 뉴턴의 우주관의 모순과 한계에 대한 과학자들의 끈질긴 탐구의 결론

결국 뉴턴의 우주론은 여러 면에서 결정적인 모순과 한계를 가진 것으로 나타났다.


1) 뉴턴의 중력 이론은 우주에서는 적용되지 않는다.

가장 먼저로, 뉴턴의 중력 이론은 적용 범위가 지구와 태양계에 제한된다는 사실이다. 뉴턴의 중력 이론과 우주관은 지구와 비교적 가까운 천체들 간의 상호작용을 설명하는데 적합하다. 하지만 태양계를 벗어나 거대한 은하 집단이나 우주 전체에서 일어난 현상들을 설명하는데에 많은 허점이 발생했다. 이는 우주의 크기와 천체들 간의 거리가 커질수록 중력의 작용이 약해지기 때문이었다.


2) 뉴턴의 중력 이론은 빛에 대해 충분히 설명할 수 없다.

뉴턴의 중력이론은 빛에 대한 이해에서 특별히 약점을 가지고 있다.

가장 먼저, 빛의 속도와 중력의 속도의 관계이다. 뉴턴의 중력이론은 질량이 있는 물체 간의 상호작용을 설명하는데 사용되며, 중력의 속도는 무한대로 가정된다. 이로 인해 중력의 작용은 즉각적이라고 가정된다. 그러나 빛의 속도는 굉장히 빠르지만 일정하고 유한하다. 그렇다면 중력의 속도가 빛의 속도보다 빠르다는 것인데, 이는 현대 과학으로는 설명이 불가능한 이론으로 실제 관측 결과와도 다르다. 따라서 뉴턴의 중력이론으로는 빛의 속도와 중력의 속도의 관계를 올바로 설명할 수 없다.

두 번째는 빛의 굴절 현상이다. 뉴턴의 중력이론은 질량이 있는 물체 사이에 작용하는 중력을 설명하는데 주로 초점을 맞추고 있다. 하지만 질량이 없는 빛이 많은 실험과 관측에 의해 중력에 의해 굴절된다는 사실이 밝혀져 뉴턴의 중력 이론으로는 설명이 되지 않는다.


3) 매개체가 없는 뉴턴의 중력 이론

뉴턴의 중력 이론의 문제점 중 하나는 중력을 전달하는 매개체에 무관심하다는 사실이다. 두 물체 사이에 인력이 작용한다면 그 인력을 유지하게 만들어주는 매개체가 있어야 한다. 이는 만유인력을 설명할 때 가장 많이 사용되는 줄다리기로 쉽게 생각할 수 있다. 줄다리기를 하면 두 팀이 서로 잡아당긴다. 두 팀의 힘이 같으면 평형을 유지하게 된다. 이때 두팀의 잡아당기는 힘을 전달하는 매개체는 줄이다.

그렇다면 뉴턴의 중력 이론을 유지하게 해주는 중력의 매개체를 생각할 수 있다. 하지만 뉴턴은 물체들이 서로를 잡아당기는 힘을 유지하도록 해주는 매개체에 대해 철학자 데카르트가 제의한 가상의 에테르가 우주 공간을 채우는 매질이라 언급했지만 중력은 오직 질량과 거리에만 의존한다고 말했다.


4) 우주의 진화와 확장을 설명하지 못한다.

두번째로, 정적인 우주 모델은 이후에 발견되는 우주의 진화와 확장을 설명하는데 어려움을 준다. 금세기 이후 과학자들에 의해서 실제로 우주가 변화하고 진화한다는 증거들이 발견되자 과학자들은 어찌할 바를 몰라 고심하게 되었는데, 이는 뉴턴의 우주관이 제시하는 모델에 한계가 있었기 때문이다.

뉴턴 시대의 우주론은 그 당시의 지식과 기술을 바탕으로 보면 분명히 위대하고 유용한 이론이었다. 하지만 뉴턴의 중력 이론과 정적인 우주 모델은 과학 기술이 훨씬 더 발달된 현대의 관측으로 알게된 현상들을 설명할 수 없어 점점 모순과 한계가 드러나게 되었고, 우주의 구조와 진화를 더욱 정확하게 설명하는 새로운 이론과 모델들이 필요하다는 생각을 만들게 되었다.






4. 모순과 한계에 대한 끊임없는 탐구의 결정체 : 아인슈타인의 시공간의 왜곡(곡률)으로 정의된 새로운 중력 모델

과학적인 관측과 이에 대한 분석의 결과가 쌓일수록 뉴턴의 중력이론과 이를 토대로 한 우주관에는 실제 현상을 설명하지 못하는 모순과 한계를 많이 가지고 있음이 점점 명확하게 나타났다.

아인슈타인도 뉴턴의 중력 이론이 가지고 있는 모순을 발견하고 뉴턴의 중력이론으로 구축된 우주관에 심각한 한계가 있음을 알아차린 사람 중 하나이다. 알려진 바로는 그의 뉴턴의 우주관에 모순이 있음을 알게 된 것은 아주 단순한 상상에 의한 것이라 한다. 하지만 단순한 상상력으로 발견한 모순과 한계를 집요하게 파고들어 모순과 한계를 충족할 수 있는 모델을 찾아낸 것이 바로 아인슈타인의 위대함이라 할 수 있다.

아인슈타인은 1915년 그의 나이 36살에 중력에 관한 대단히 혁신적인 아이디어인 일반상대성 이론을 발표했다. 그는 중력은 질량을 가진 물체 사이에 작용하는 잡아당기는 힘이 아니라 질량을 가진 물체로 인해 생겨난 시공간의 왜곡된 곡률이라는 기하학적 모델로 설명했다. 후에 이 주장은 많은 실험으로 검증되었다.

뉴턴의 중력 이론을 대표하는 일반적인 도식은 아래 그림과 같다. 뉴턴의 영향을 받은 시대에는 이 그림과 같은 모델로 중력을 이해하고, 이를 확장하여 우주를 이해했다. 그러나 아인슈타인은 뉴턴이 제시한 중력 모델의 모순과 한계를 결정적으로 보완할 수 있는 새로운 모델을 아래와 같이 제시했다.

뉴턴의 중력 모델과 아인슈타인의 중력 모델을 비교한 그림. 아인슈타인이 세상을 바꾼 힘의 결정체이다.
뉴턴의 중력 모델과 아인슈타인의 중력 모델을 비교한 그림


아인슈타인은 중력을 힘(F)으로 보지않고 시공간의 휘어짐으로 설명했다. 평평한 고무판 위에 무거운 쇠공을 올려 놓으면 공의 무게로 인해 고무 판은 아래로 왜곡되어 휘어질 것이다. 아인슈타인은 고무판을 시공간으로 쇠공 때문에 생겨난 왜곡(휘어짐)을 중력이라 정의하여 중력은 시공간의 왜곡(휘어짐)이라는 모델을 제시했다. 이것은 뉴턴이 만유인력의 법칙을 주장한 이후 300년간 이어진 우주관을 완전히 새롭게 만들어버린 혁명적인 발상이었다.

뉴턴의 우주관으로 우주를 바라보면 우주 공간이란 그저 아무 것도 없는 진공 상태로 그 안에 별들이 자리잡고 있는 것으로 보였다. 당시 과학적인 지식을 가진 사람이라면 우주 공간에는 별과 함께 중력이라는 보이지 않는 힘이 작용하는 3차원의 공간으로 보았다. 하지만 우주 공간을 아인슈타인의 우주관으로 보면 전혀 다른 4차원의 시공간이 열린다. 이때 중력은 시공간의 왜곡되어 생긴 휘어짐의 결과이다.

이러한 설명은 그동안 제기되었던 뉴턴의 중력이론과 우주관으로 야기되었던 수많은 모순들과 한계를 해결해주었다. 중력의 매개체 문제가 해결되고, 질량이 없는 빛의 궤도가 중력에 의해 휘어지는 현상이 설명된다. 그리고 그 외에 이제까지 많은 과학자들에 의해 제기된 뉴턴의 중력이론에 대한 모순과 한계에 대한 질문들이 해결되었다.





5. 모순과 한계에 대한 끊임없는 도전이 결국 세상을 바꾸는 힘이 되다 : 새로운 중력 모델과 우주관의 탄생

아인슈타인의 중력 모델(상대성 이론)은 우주를 이해하는 방식에 대해 획기적인 변화를 가져왔다. 이로서 인류는 뉴튼 시대의 우주관보다 진일보한 새로운 우주관을 가지게 되었고, 우주를 달리 이해하는 새로운 세상을 맞이하게 되었다.


1) 공간과 시간의 통합

뉴턴의 중력 이론에서는 공간과 시간이 별개로 존재했다. 그러나 아인슈타인의 중력 모델에서는 공간과 시간이 하나의 연속체인 시공간으로 통합되어 절대 시간은 상대적인 시간으로 절대 공간은 4차원의 휘어진 공간이 된다. 중력은 시공간의 곡률로 설명되며, 질량이 있는 물체는 시공간을 왜곡(휘게) 만들어 중력을 생성한다.


2) 시간의 비대칭성

뉴튼의 중력 이론은 시간에 대한 특별한 언급이 없다. 뉴턴은 그저 “물체의 공간적 배치나 운동에 관계없이 언제나 일정하게 흐르는 ‘절대 시간’이 있으며, 또 모든 물체에 대해 완전히 정지된 ‘절대 공간’이 있다”고 여겼다. 그래서 우주 어디에서나 시간은 동일하게 지나간다 가정된다. 그러나 아인슈타인의 중력 모델로 보면 중력이 있는 곳에서 빛은 휘어지므로 시간이 상대적으로 느리게 흐른다. 이는 중력이 시간에 영향을 주어 중력과 시간이 서로 비대칭적인 관계를 가진다는 말이 된다.

이를 단적으로 보여주는 사례가 GPS의 경우 위성에서 발신된 신호의 시간이 지구에서 수신된 신호의 시간보다 약간 빠르게 나타나는 현상이다. 이는 우주 공간보다 지구의 대기권이 중력이 더 크기 때문에 중력에 의한 시간 지연의 효과로 인해 발생하는 것이다. 이 차이를 GPS 수신기가 보정해서 정확한 위치 측정이 가능하게 된다. 하지만 지구의 중력은 그다지 큰편이 아니므로 시간 차이는 매우 작은 값이어서 일상적으로 인식하기 어렵다. 그러나 블랙홀과 같이 매우 강력한 중력을 가진 곳에서는 시간의 비대칭성이 극대화될 것이다.


3) 중력파의 존재 예상과 확인

아인슈타인의 중력 모델은 중력파의 존재를 예측하고 설명할 수 있게 했다. 중력파는 중력의 파동으로 우주에서 발생하는 중력의 균형 상태가 깨질 때 생성된다. 마침 2015년에는 중력파의 직접 탐지가 성공하여 중력을 시공간의 휘어짐으로 보았던 아인슈타인의 주장을 확인해주는 중요한 실험 결과로 간주된다.


아인슈타인 가설 중력파 직접 탐지 성공 뉴스 보기


4) 유동적인 우주와 확장되는 우주

아인슈타인의 상대성 이론은 우주의 구조와 확장에 대한 이해를 바꾸었다. 뉴턴의 우주관은 고정적이고 정적인 모델이었다. 하지만 시공간의 휘어짐, 즉 왜곡으로 발생하는 중력이라는 개념은 그 자체로 우주가 유동적이고 변화무쌍하다는 것을 의미하게 되었다. 이러한 이해는 결국 우주는 확장(팽창)되고 있다는 이론을 자연스럽게 받아들이는 토대가 되었다.





6. 우주관을 바꾼 모순과 한계에 대한 도전의 가치


세상을 바꾸는 힘 : 모순과 한계에 대한 탐구
모순과 한계에 굴하지 않는 도전은 결국 세상을 환하게 밝힐 것이다


사실 뉴튼의 중력 이론과 그로부터 비롯된 우주관은 중세로 부터 이어져 내려오던 이전 시대의 우주관의 모순과 한계를 해결했던 혁명적인 우주관이었다. 그러니까 뉴턴의 우주관도 이미 세상을 바꾼 놀라운 힘을 발휘했던 도전이었던 것이다. 그러나 뉴튼의 중력이론은 지구와 태양계의 가까운 별들 안에서 적절한 우주관이라는 한계를 가지고 있었다. 그보다 더 넓고 광대한 우주를 포괄하기에 부족한 점이 많았다. 그래서 점점 이론의 모순과 한계가 쏟아졌다. 아인슈타인을 비롯한 수많은 과학자들은 이러한 모순과 한계에 굴하지 않고 새로운 모델을 계속해서 탐구하고 제시함으로 세상을 바꿀 수 있는 힘을 축척한 것이다.

그러면 오늘 우리는 아인슈타인을 비롯한 과학자들의 업적을 통해 무슨 교훈을 찾을 수 있을까?

그 무엇보다도 모순과 한계에 대한 태도를 배울 수 있다. 모순과 한계가 보일 때는 이전에 없었던 새로운 것을 개발할 수 있는 변혁의 기회를 잡을 수 있는 때이다. 모순과 한계가 보이면 쉽게 좌절하고 뒤돌아서게 된다. 그러나 이에 대한 끈질긴 도전과 해법 탐구는 결국 세상을 새롭게 하는 놀라운 역사를 만들 수 있다. 마치 아인슈타인과 많은 과학자들이 이 방법으로 새로운 우주관을 만들었던 것과 같이 말이다.

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