21세기 과학의 화두는 ‘속도’
최근 '세계 최고의 차' 라 부르는 '부가티 베이론'이 시내에서 한 네티즌의 카메라에 잡혀 화제다. 차의 가격도 가격이지만 공식적인 최고 속도가 시속 407km. 이 정도 속도면 보잉747 점보 여객기의 이륙속도를 능가한다는 점에서 사람들의 관심은 더욱 커졌다. 또, 우주왕복선 승무원들이 지구의 학생들을 상대로 진행한 공개 수업에서 학생들은 ‘우주에서는 공을 얼마나 빨리 던질 수 있는가’ 하는 질문을 했다. 이처럼 ‘빠름’으로 대변되는 속도는 우리 시대의 화두이며, 21세기는 시간과 공간을 초월한 속도의 사회라 할 수 있다. 빠른 것에 가치를 두고 빠른 것이 세상을 지배하는 시대에 우리는 살고 있다. 우리의 생활 속에 만날 수 있는 자동차, 기차, 비행기 등 각종 탈것의 속도에서 빙하, 태풍, 쓰나미 등 자연의 속도 그리고 지구와 우주의 속도까지 속도를 주제로 과학의 원리를 알기 쉽게 풀어 쓴 『스피드 과학』은 속도에 관한 궁금증을 과학적으로 정리해 놓은 교양과학서다.

속도를 키워드로 과학원리를 설명한 교양과학서
이 책은 과학에 흥미가 있으나 자세한 원리를 몰라 답답해하는 독자들에게‘속도’라는 단어를 키워드로 우주, 지구, 물질에서 물리 · 화학 · 생물에 이르기까지 서로 연관 지으면서 자연과학을 체계적으로 이해할 수 있도록 한 속도에 관한 최초의 과학 입문서이다. 속도는 우주가 만들어지는 빅뱅의 시기부터 시작되었으며 인류역사와 문명의 성장과 궤를 같이 했고 지금은 우리 생활 전반의 중심적인 화두로 자리 잡고 있다. 『스피드과학』은 속도가 어떻게 세상을 바꾸었는가. 우리가 느끼는 속도와 과학의 속도는 어떤 차이가 있는가, 우리가 생활 속에서 사용하는 속도와 속력은 어떻게 다른지 등 평소 우리가 무의식적으로 사용하고 있는 속도에 관한 이야기를 과학적으로 알기 쉽게 풀어놓았다. 속도의 과학적 개념을 정확하게 이해하기 위해 우주와 자연 현상, 물질 속에 존재하는 속도에 관한 이야기에서부터 과학 기술의 발전으로 인류가 만들어온 각종 교통수단과 속도의 경쟁이 탐욕과 파괴로 이어지며 발전해온 무기에 얽힌 재미있는 기록과 일화 등을 보여주어 속도에 대한 물리 현상을 쉽고 명쾌하게 설명하면서 속도의 과학적 개념을 알기 쉽게 이해하도록 돕는다.

속도에 관한 다양하고 폭넓은 과학지식 담은 책
이 책의 주제인 ‘속도(速度, velocity)’는 동작이 ‘빠르다’는 뜻 외에도 일정한 시간 내에 무언가를 ‘빠르게 완성 한다’는 의미로 일상생활에서 다양하게 사용되고 있다. 하지만 속도는 물리학에서 정의하는 것처럼 ‘어느 방향으로 얼마만큼 빠른지’라는 식으로 방향도 함께 고려해야 하는 용어다. 알버트 아인슈타인(Albert Einstein)의 상대성 이론에 따르면 이 세상에 존재하는 속도에는 한계가 있다고 한다. 그 한계 범위는 물체가 전혀 움직이지 않는 속도 제로(0)에서부터 빛이 진공 속을 나아가는 속도인 초속 29만 9,792.458km까지이다(흔히 광속(光速)은 간략히 초속 약 30만km로 다루어진다). 모든 물체의 이동 속도는 결코 이 범위를 넘어설 수 없다. 그러나 속도를 광속에까지 도달하게 하거나, 반대로 진정한 의미에서 움직임을 제로로 만드는 조건을 인위적으로 조작하는 것은 불가능하다고 해도 과언이 아니다.

속도에 대한 이런 전제를 바탕으로 책의 구성을 살펴보면 1~2장에서는 속도에 관한 기본 이해를 돕기 위해 가장 큰 물체인 우주에서부터 가장 작은 물체인 소립자에 이르기까지 다양한 규모에서 일어나고 있는 일들과 그 이면에 작용하고 있는 힘과 운동 관계를 뉴턴의 운동법칙을 곁들여 알기 쉽게 설명한다. 3~4장에서는 지구와 달의 미묘한 운동 관계, 대기에서 수명을 다하는 우주선, 지구 내부의 방사성 원소의 붕괴와 그로 인한 대륙의 이동, 거대 빙하의 흐름 등 지구상에서 벌어지는 신비롭고도 다채로운 자연현상을 알아본다. 또, 해류의 웅장한 흐름이나 지진으로 발생하는 거대 해일 쓰나미, 지구 자전으로 일어나는 편서풍과 제트기류, 여름철 단골손님인 태풍, 광풍으로 주위의 모든 것을 앗아가는 토네이도 등 지구상에서 일어나는 공기와 물의 이동 현상을 살펴본다. 5장과 6장에서는 인간이 들을 수 있는 소리나 동물들만이 들을 수 있는 초음파, 인류가 들었던 가장 큰 소리, 신체에 스트레스를 주는 초저주파 음, 제트기가 음속을 넘어섰을 때의 충격파, 매질에 따라 소리가 전파되는 원리 등 소리와 관련된 재미있는 이야기를 소개한다.

속도가 경쟁력인 무기와 탈것의 과학
7장과 8장에서 다루게 될 무기와 탈것은 인간이 만들어 낸 모든 도구들 중 가장 ‘속도’를 중요시하는 도구이다. 동서양을 막론하고 사용되었던 활로부터 날아가는 화살의 속도나 구기 스포츠에서의 공의 속도, 항공모함에서 캐터펄트로 제트기를 이륙시키는 속도, 각종 총기류의 탄환 속도, 폭탄이 폭발할 때 발생하는 엄청난 충격파의 속도, 원자 폭탄의 핵분열 속도 등 속도가 곧 생명이라고 할 수 있는 무기이야기는 독자들의 손에 땀을 쥐게 한다. 스릴 만점의 롤러코스터는 무게 4톤 이상이나 되는 차체가 정지 상태에서 1.8초 만에 최고 속도인 시속 172km를 내기 때문에 이 순간 탑승자들은 엄청난 가속도를 온몸으로 받게 되며 이때 가속도는 우주 비행선 승무원들이 로켓 발사 시에 맛보는 가속도 3.2g에 해당한다. 그밖에도 시속 300km의 고속 철도, 속도 기록 경신과 함께 발전을 거듭한 자동차, 초고층 빌딩에서 오르내리는 초고속 엘리베이터, 초음속 비행기 및 우주 왕복선 등 탈것의 최고 속도와 관련된 이야기도 흥미롭다. 마지막 9장에서는 인류가 발견한 최고의 속도 - 광속을 다루는데 태양 광선이 지구와 생물에 미치는 다양한 영향을 비롯하여 사람이 빛을 통하여 사물을 인지하는 시각과 색깔의 원리, 빛의 정체와 성질, 물질 속에서 광속을 초월할 때 발생하는 독특한 빛 등 우리의 생활과 떼어 놓을 수 없는 빛을 집중 조명한다.