수학으로 세운 물리학의 탑…싱퉁 야우의 신간 '수학의 중력'

'수학의 중력' 표지 [동녘사이언스 제공. 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 임순현 기자 = "아인슈타인의 방정식은 수학 없이는 존재할 수 없었다."

1982년 '수학계 노벨상'으로 불리는 필즈상 수상자인 싱퉁 야우 하버드·칭화대 석좌교수가 최근 수학과 물리학의 경계를 넘나들며 우주의 원리를 탐구하는 '수학의 중력'(동녘사이언스)을 출간했다.

야우 교수는 상대성이론을 비롯한 현대 물리학의 핵심 이론들이 수학의 언어로 구성됐다며, 중력과 시공간의 본질을 이해하기 위해 수학과 물리학의 협업이 필수라고 주장한다. 자신의 대표 업적인 '양수 질량 정리'와 '칼라비-야우 다양체' 이론을 바탕으로 블랙홀과 중력파, 끈이론과 양자중력 등 현대 물리학이 당면한 난제를 수학이 어떻게 뒷받침해왔는지 설명한다.

야우 교수는 특히 지난 2023년 북미 나노헤르츠 중력 연구소의 중력파 검출은 수학이 아니었다면 절대로 도달할 수 없었던 성취였다고 단언한다. 그는 중력파 이론의 토대가 된 아인슈타인의 일반상대성이론이 리만 기하학과 비유클리드 공간, 텐서미적분학 등 수학적 이론에 의해 탄생했다고 주장한다. 또 블랙홀 내부의 특이점 이론, 칼루차-클라인 고차원 이론 등 최근 연구 사례를 거론하면서 수학이 물리학의 변두리가 아닌 중심에 있었다고 강조한다.

수학이 물리학의 미래인 양자 중력의 비밀까지 풀어낼 것이라고도 주장한다. 그러면서 현대 물리학이 끈이론과 M-이론, 칼루차-클라인의 고차원 이론 등 수학적 이론에 점점 더 의존하고 있다고 설명한다.

야우 교수는 아직 밝혀지지 않은 수많은 수학적 공간과 실험으로 검증되지 않은 물리적 가설들이 수학과 물리학의 협업에 의해 조만간 해결될 것이라고 전망한다.

박초월 옮김. 344쪽.

hyun@yna.co.kr

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