"우주와 물질"을 이해하기 위해, 무엇보다도 가장 먼저 살펴봐야 할 텍스트는 <장회익의 자연철학 강의> 제6장입니다. 그 다음에는 장회익 선생님과 neomay3님, 시인처럼님의 대담입니다. 여기에서 장회익 선생님께서 책에 없는 내용까지 포함하여 아주 상세하고 친절하고 알기 쉽게 이야기를 하시고 있기 때문에, 텍스트와 대담만으로도 "우주와 물질"에 연결된 자연철학에 대한 핵심적인 사유와 개념과 주장을 잘 볼 수 있습니다.

• 대담영상 및 녹취록 <장회익의 자연철학 이야기> 7-1. 우주와 물질 : 역사지평
  • (https://greenacademy.re.kr/archives/13933)

• 장회익의 자연철학이야기 7-2. 우주와 물질 : 내용정리, 해설 및 성찰
  

그 다음으로 "자연철학 세미나" 1기에서 제가 우주와 물질 부분의 발제를 맡았었는데, 그 내용을 추가로 보는 것이 도움이 되리라 믿습니다.

"[세미나녹취] 6. 우주와 물질(1)"

"[세미나녹취] 6. 우주와 물질(2)-1"

본 세미나에서 제가 말씀드릴 '여는 발제'도 이전의 발표자료를 편집하고 정리한 것이어서 이 녹취록의 내용과 유사할 것 같기도 합니다.

그런데 <장회익의 자연철학 강의> 제6장 "우주와 물질"을 따라가기 위해서 반드시 필요한 것은 아니지만 아무래도 현대 우주론의 근간이 일반상대성이론이다 보니 그 내용을 어느 정도는 아는 것이 유익합니다. 제가 이전에 급하게 올린 글들을 다시 보니 난삽하기 짝이 없지만, 지금 서둘러 자료를 만들 여력은 없는 편이어서, 우선은 차선으로 그 링크들을 정리하여 찾아가기 편리하게 하려 합니다.

"일반상대성이론 입문 1: 거리함수 텐서"

여하간 일반상대성이론을 이해하는 첫 걸음은 '거리함수 텐서'가 무엇인지 그리고 그것을 수학으로 어떻게 표현하는지 아는 것입니다. 의외로 아주 어렵지만은 않습니다.

"(*) 일반상대성이론 입문 2 (아인슈타인 방정식)"

다음으로 다루는 것이 아인슈타인 중력장방정식입니다. 이 방정식은 중력과 시간과 공간과 물질의 모든 것을 대상으로 하기 때문에, 태양계의 운동, 별의 진화, 블랙홀의 인과적 구조 등만이 아니라 우주의 변화양상에 대한 가장 근본적인 설명을 담고 있습니다.

뉴턴의 운동방정식과 그를 일반화한 해밀턴 방정식, 오일러-라그랑주 방정식이 온 우주의 모든 것을 이해할 수 있는 근본으로 여겨졌다면, 20세기 이후 그 역할을 하는 것이 바로 아인슈타인 방정식입니다. 그에 대하여 매우 초보적인 입문 이야기를 담은 것이 위의 링크입니다.

여기에서 (*) 표시는 글을 읽어나가기 위해서는 수학 지식을 배경으로 가지고 있어야 한다는 뜻입니다.

"(*) 일반상대성이론 입문 3 (리치텐서와 크리스토펠 기호)"

아인슈타인 방정식을 직접 풀어가는 것이 필요하지는 않겠지만, 그래도 무슨 이야기가 어떻게 굴러가는지를 대략 파악하기 위해서는 미분기하학이라는 수학의 영역을 살필 필요가 있습니다. 위의 링크는 그 내용을 담고 있습니다.

"(**) 일반상대성이론 입문 4 (곡률의 의미)"

더 나아가 곡률이라는 개념을 설명하고 이를 간단한 경우에 계산하는 것까지 담아 보았습니다. (*)이 아니라 (**)라고 아스테르 리스크 표시를 두 개 한 것은 그만큼 수학 언어가 많이 필요하다는 뜻입니다. 그래도 여전히 '입문' 수준을 유지하고 있습니다.

"(*) 일반상대성이론 입문 5 (측지선 방정식)"

이 링크에 있는 글은 중력장 안에서 물체가 어떻게 움직이는지 말해 주는 일종의 운동방정식을 설명하고 있습니다.