과학하는 원연이

아이슈타인 선배님

E=mc2이 도대체 뭔가요?

누구나 아는 세기의 과학자 아인슈타인. 상대성이론은 원자력 발전의 이론적 기초로 불린다.
우리의 삶을 바꿔놓은 놀라운 공식 E=mc2(상대성이론)에 대해 알아보자.
20세기 전후 뢴트겐, 베크렐, 퀴리 등 과학자를 통해
방사선원소와 방사선의 정체가 알려졌습니다.
원자의 구조가 밝혀지면서 많은 이들이 핵에너지에 주목하게 되었습니다.
아인슈타인은 스위스 베른에서 특허청 심사관으로 일하고 있었는데요.
바쁜 중에도 1905년에만 다섯 편의 논문을 연속으로 발표했습니다.
다섯 편의 논문 중 광양자 가설(3월), 브라운 운동(5월), 특수 상대성이론(6월)은
세계 물리학계에 길이 남을 위대한 논문으로 극찬 받습니다.
이때 노벨상을 수상하기도 했죠.
특히 27세에 쓴 마지막 논문이 과학 방정식 가운데 손꼽히는
‘물질이 가진 에너지에 대한 공식’ 바로 E=mc2입니다.
에너지는 질량과 빛의 속도의 제곱을 곱한 값이란 뜻입니다.
이때 물질과 에너지는 서로 바뀔 수 있습니다.
우라늄에 중성자가 부딪히면 두 개의 가벼운 핵종으로 분열되는데요.
이러한 핵분열 후에는 질량이 더 가벼워지고,
질량이 에너지로 바뀐 것입니다.
에너지는 joule, 질량은 kg, 빛의 속도는 m 단위로 나타냅니다.
물질 1kg의 에너지는 1X300,000,0002 joule입니다.
TNT 2,000만 톤의 에너지죠.
당시 다른 과학자들은 ‘빛의 속도는 상대적’이라고 여긴 것과 달리
아인슈타인은 빛의 속도는 절대적이라고 가정했습니다.
우리는 현재 아인슈타인의 E=mc2 논리대로
질량이 줄어든 대신 발생한 강력한 열에너지를 사용하고 있습니다.
그게 바로 원자력입니다.
원자력을 이용한 전기 발전 외에도 GPS 보정, 기초입자 발견 등
아인슈타인의 발견은 다양한 분야에서 계속 검증·활용되고 있습니다.