[목 차]
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제1장. 우주에서 우리의 위치는 어디일까?
지구는 행성인가 | 막대기로 하는 천문학 | 시차 해법 | 태양계는 얼마나 큰가 | 헨리에타 레빗과 표준촛불 | 은하 | 1000억 × 1000억 | 맺는 말
제2장. 지금 알려진 사실들은 어떻게 발견되었을까?
맨눈 천문학 | 갈릴레오와 망원경 | 전자기파 스펙트럼 | 전파로 보는 우주 | 천문학에서 천체물리학으로 | 대기 밖에서 날아온 지식 | 우주의 새 창을 열다 | 현재의 천문대 | 앞으로의 전망
제3장. 우주는 왜 지금처럼 진화했을까?
빅뱅 | 원자로 이루어진 우주 | 친근한 우주 만들기 | 성운가설 | 동결선 | 우주 당구장 | 행성의 이동 | 태양계의 끝
제4장. 우주의 나이는 몇 살일까?
놀라운 사실 1. 우주마이크로파 배경복사 | 놀라운 사실 2. 마이크로파에 담긴 메시지 | 놀라운 사실 3. 인플레이션 우주 | 놀라운 사실 4. 우주배경복사의 온도 차이 | 우주 거리 사다리 | 놀라운 사실 5. 암흑에너지 | 긴장과 화해 | 놀라운 사실 6. 암흑물질 | 우주의 형성 과정
제5장. 우주는 무엇으로 이루어져 있을까?
화학의 탄생 | 원소는 어디에서 왔는가 | 새로운 원자론 | 원자 쪼개기 | 그건 또 누가 주문한 거야 | 가속기의 시대 | 쿼크의 등장 | 입자물리학 용어 | 더 쪼갤 수 있을까
제6장. 생명이란 무엇일까?
모든 것을 바꾼 실험 | 외계에서 배달된 지구 생명의 씨앗 | 생명의 기원, RNA | 자연선택 | 복잡함은 필연적 결과인가 | 지능과 기술 | 모조 생명체 | 다른 종류의 생명체 | 극한 미생물
제7장. 우리는 우주에서 유일한 생명체일까?
희한한 생각 | 단 하나의 사례 | 외계 지성을 찾아서 | 드레이크 방정식 | 기술은 불가피한 것인가 | SETI: 외계 지성 탐사 | 지속적 서식 가능 영역 | 페르미 역설 | 문명의 등급
제8장. 우주는 어떻게 시작되었을까?
만물의 최소 단위 | 양자역학 101 | 단순화와 통일 | 쿼크 속박 | 힘의 통일 | 강력의 통일 | 반물질 문제 | 거대한 시나리오 | 지식의 끝
제9장. 우주는 어떻게 종말할까?
지구의 최후 | 예측할 수 없는 재앙: 화산 | 예측할 수 없는 재앙: 충돌 | 충돌하는 은하 | 열린 우주, 닫힌 우주 또는 평평한 우주 | 우주의 성분 비율 | 우주 종말 시나리오 | 시간지도의 가장자리 | 우주 종말 관람하기
제10장. 모든 것과 무(無)는 어떤 관계일까?
달라진 무의 개념 | 우주 전체가 양자요동 아닐까 | 우주 기원설 | 빅뱅 이전 | 다중우주 | 미세조정문제 | 다중우주의 종류 | 이게 정말 과학일까
감사의 글
역자 후기
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[본 문]
지구가 특별한 행성이 아니고 인간이 자연의 일부일 뿐이라면, 우리가 지구에서 발견한 법칙에도 특별한 구석이 없을 것이다. 이는 곧 우주 반대편에 있는 외계 행성과 (그곳에 있을지도 모를) 외계 생명체 역시 우리와 크게 다르지 않다는 뜻이기도 하다. 그렇다면 시간과 공간을 초월하여 우주의 모든 곳 그리고 우주의 모든 과거와 미래를 이해하려는 우리의 열망은 결코 공염불로 끝나지 않을 것이다. 여기에는 이견의 여지가 없다. 자존심에 상처를 입을수록 과학은 발전한다.
_48~49쪽, ‘제1장. 우주에서 우리의 위치는 어디일까?’ 중에서
우주가 정말로 팽창하고 있다면 과거의 우주는 지금보다 작았을 것이고, 아득한 과거로 거슬러 가면 우주의 크기가 0으로 수렴하는 시점이 존재했을 것이다. 그러므로 우주가 하나의 점에서 시작되었다는 빅뱅이론은 우주팽창설의 당연한 결과이며, 우리의 우주가 지금과 같은 모습으로 진화한 이유를 밝혀줄 첫 번째 실마리인 셈이다.
_95쪽, ‘제3장. 우주는 왜 지금처럼 진화했을까?’ 중에서
우리의 우주는 처음 탄생한 순간부터 잠시도 쉬지 않고 팽창해왔으며, 그 여파로 모든 은하는 우리로부터 계속해서 멀어져 갔다. (…) “관측 가능한 우주는 전체의 몇 퍼센트나 되는가?” 일부 이론가의 주장대로 관측 가능한 우주가 전체의 극히 일부에 불과하다면 우주의 끝은 영원히 도달할 수 없는 신기루나 마찬가지다. 우주의 나이는 고사하고, 우주의 지평선 너머에 무엇이 숨어 있을지 어느 누가 알겠는가?
_125~126쪽, ‘제4장. 우주의 나이는 몇 살일까?’ 중에서
지구가 아닌 다른 곳에서 생명체를 찾고 싶다면 먼저 지구에 서식하는 생명체부터 알아야 한다. 대충은 알고 있다고? 그렇게 간단한 문제가 아니다. 최고의 생물학자도 “생명이란 무엇인가?”라는 질문에는 선뜻 답을 내놓지 못한다. 생명은 끊임없이 변하는 개념이어서 아직도 과학의 중심이 아닌 변두리에 머물러 있다.
_189쪽, ‘제6장. 생명이란 무엇일까?’ 중에서
“생명이란 무엇인가?” “우리는 우주에서 유일한 존재인가?” 이런 의문을 파고들다 보면 누구나 한계에 부딪히기 마련이다. 우리가 아는 한, 생명체는 지구에만 존재하는 것 같다. 외계행성에서 생명체가 발견되기를 바란다면 우리와 비슷할 거라는 기대는 일찌감치 접는 게 좋다. 우리가 본 것이라고는 지구 생명체뿐이기에 자신도 모르는 사이에 어떤 선입견을 쌓았을지도 모른다.
_219쪽, ‘제7장. 우리는 우주에서 유일한 생명체일까?’ 중에서
우주를 건설하려면 몇 종류의 힘이 필요할까? 아무런 힘도 작용하지 않는 우주에서는 아무런 일도 일어나지 않겠지만, 우리의 우주는 그런 곳이 아니었다. 우주를 건설하려면 한 가지 이상의 힘이 필요하다. 그렇다면 두 가지? 세 가지? 아니다. 가장 단순한 우주는 달랑 한 가지 힘만 작용하면 된다. 시간을 거슬러 갈수록 우주가 단순해진다면, 언젠가는 힘이 하나로 줄어드는 시점에 도달할 것이다. (…) 모든 힘을 하나로 통일한다는 아이디어에 흠뻑 매료된 이론물리학자들은 ‘대통일이론’이라는 이름부터 붙여놓고 과학 역사상 가장 거대한 통일을 이루기 위해 고군분투하고 있다.
_266쪽, ‘제8장. 우주는 어떻게 시작되었을까?’ 중에서
하늘에 보이던 별이 사라진다는 것은 멀리 있는 은하들도 똑같이 사라진다는 뜻이다. 암흑에너지는 우주팽창을 전반적으로 가속시키고, 은하들 사이의 거리도 점점 멀어지게 한다. 그러다가 지구 관측자와 은하 사이의 거리가 어느 한계를 넘으면 은하에서 방출된 빛이 지구에 도달할 수 없게 된다. 별뿐만 아니라 은하도 하나둘씩 자취를 감추는 것이다. 결국 지구에 홀로 남은 불멸의 관측자는 차갑고 어두운 우주에 에워싸인 채 붕괴되는 블랙홀과 소립자의 묽은 수프 속에서 조용히 외칠 것이다. “제발, 나도 그들과 함께 사라지게 해주세요!”
_312쪽, ‘제9장. 우주는 어떻게 종말할까?’ 중에서
“미지의 장막을 걷어내기 위한 인류 불굴의 의지와 과학자들을 향한 찬가!”
_궤도(과학 커뮤니케이터, DGIST 특임교수, 《과학이 필요한 시간》 저자)
“우주에 대한 모든 답을 들려줄 수 있을 듯한 자신감이 솟구치게 하는 책.”
_우주먼지 지웅배(과학 커뮤니케이터, 세종대학교 조교수, 유튜브 ‘우주먼지의 현자타임즈’ 운영)
★ 유쾌한 천체물리학자 닐 디그래스 타이슨 신작! ★
★ 과학 커뮤니케이터 궤도, 우주먼지 강력 추천! ★
★ NASA, 내셔널지오그래픽 공식 이미지 포함 사진 130여 점 수록 ★
“우주에서 우리의 위치는 어디일까?”
천문학이라는 언어로 우주와 세상, 더 나아가 인류를 이해하고 싶었던
인류의 과학적이면서도 철학적인 열 가지 물음
닐 디그래스 타이슨은 복잡한 개념을 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 설명하는 특유의 화법과 재치, 명료함으로 오래도록 사랑받고 있다. 이번 신간 《코스믹 쿼리》는 그가 2015년부터 진행해오고 있는 팟캐스트 ‘스타 토크(Star talk)’의 ‘우주적 질문’이라는 코너의 콘텐츠를 십분 살려 우주의 신비와 호기심에 관한 궁금증과 그에 관한 답을 유익하고 짜임새 있게 담아냈다.
이 책의 주된 목적은 ‘우주’에 관해 독자들이 품어온 심오한 질문들을 파헤쳐 종국에는 ‘우리는 누구인가? 그리고 왜 여기에 존재하는가?’라는 인류가 스스로에게 품어온 난제에 가장 그럴듯한 답을 제시하는 것이다. 타이슨은 저명한 물리학자이자 과학 대중화 전문가인 제임스 트레필과 함께 인류가 수천 년 동안 우주를 향해 품어온 수많은 질문 중에서 열 가지를 추려 여러 이론, 관측 결과, 최신 데이터를 바탕으로 적절한 답을 보여준다. 엄선한 열 가지 질문들은 언뜻 철학적인 듯하지만, 답을 찾는 과정은 더할 나위 없이 과학적이다. 여기에 눈길을 사로잡는 130여 점에 이르는 눈부시고 직관적인 사진들과 중간중간 삽입된 타이슨의 재치 가득한 트위터(현 X) 게시물은 우주 이야기를 한결 쉽고 편하게 이해하도록 돕는다.
‘우주에서 우리의 위치는 어디일까?’에서 시작되어 ‘지금 알려진 사실들은 어떻게 발견되었을까’ ‘우주는 왜 지금처럼 진화했을까?’ ‘우주의 나이는 몇 살일까?’ ‘우주는 무엇으로 이루어져 있을까?’ ‘생명이란 무엇일까?’ ‘우리는 우주에서 유일한 생명체일까?’ ‘우주는 어떻게 시작되었을까?’ ‘우주는 어떻게 종말할까’ ‘모든 것과 무(無)는 어떤 관계일까’로 끝나는, 우주에 관한 기초적이면서도 기본적인 질문들은 가장 작은 입자의 세계에 불과했던 우주가 어떻게 이토록 방대한 공간이 되었는지 살피고, 우주의 아득한 과거부터 머나먼 미래까지 조망한다. 또한 에라토스테네스에서 갈릴레오에 이르는 선조들의 번뜩이는 지혜를 발판 삼아 빅뱅, 암흑물질, 양자역학, 다중우주 등 우주의 탄생과 진화부터 천문대, 전파망원경, 입자가속기, 우주선에 이르는 첨단 과학이론과 기술이 이룩한 눈부신 천체물리학의 세계까지 거침없이 누빈다.
“가끔은 고개를 들어 하늘을 바라볼 것.”
밤하늘을 올려다보다 떠올린 우주에 관한 질문들,
우주를 이해할 때 우리의 세계도 함께 팽창한다
우주의 중심이 지구라고 믿었던 프톨레마이오스의 ‘지구중심모형’처럼 인간도 한때 자신을 우주의 중심이라 여겼다. 하지만 천문 관측과 망원경의 발전으로 코페르니쿠스의 ‘태양중심모형’이 우주론의 중심이 되었듯, 밤하늘을 올려다보다 떠올린 우주에 관한 질문들과 그에 관한 답을 구하는 과정은 곧 우주의 중심이 인간이 아니라는 깨달음을 주었다.
그러나 생각하는 인간인 호모 사피엔스는 여기에서 멈추지 않고 한 단계 더 나아갔다. “우리는 누구이며, 어떻게 이곳에 존재하게 되었으며, 어디로 가고 있는가?” 우주 그리고 스스로를 향해 질문을 던지며 우주뿐만 아니라 인간 존재의 철학적 의미에 관한 진지한 고민과 성찰을 시작하게 된다. 고대부터 우주를 향해 질문을 던지고 답을 얻는 과정을 반복해온 인류. 우주라는 닿을 수 없는 존재를 향한 호기심과 열망은 우주를 둘러싼 과학적 발견과 발전의 기반을 마련해주었고, 천문학이 천체물리학으로 성장하는 힘이 되어주었으며, 그 끝은 언제나 ‘나’라는 인간 존재의 이유와 가치에 관한 철학적 탐구로까지 이어지는 계기가 되었다.
이처럼 인류는 100년도 안 되는 짧은 수명 안에서 과거에는 상상조차 할 수 없었던 질문을 계속 던지고, 답을 얻고, 체계화하는 과정에서 과학의 눈부신 발전과 함께 존재론적 물음에 관한 충분한 답을 얻으며 철학적인 성장까지 이뤄냈다. 우주를 이해할 때 우리의 세계도 함께 팽창한 것이다.
“밤하늘을 올려다볼 때마다 자신이 미미한 존재라고 느껴지는가? 그럴 필요 없다. 누가 뭐라 해도 당신은 거대한 존재다. 왜냐고? 당신의 몸을 구성하는 모든 원자는 별에서 온 것이기 때문이다. 그렇다. 우리는 별의 후손이다. 비유적인 말이 아니라 사실이 그렇다. 우리는 우주 안에 있고, 우리 안에 우주가 있다.” _닐 디그래스 타이슨
생각을 자극하는 우주에 관한 질문과 통찰력 있는 대답을 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 담아낸 《코스믹 쿼리》를 통해 닐 디그래스 타이슨은 천체물리학을 도구 삼아 ‘나는 누구인가’라는 궁극의 질문에 관한 답을 결코 무겁지 않으면서 유쾌하게, 하지만 가장 과학적이면서도 객관적으로 도출할 수 있도록 돕는 최고의 가이드가 되어준다. 그는 여전히 풀리지 않는 문제가 사방에 널려 있는 우주에서 친애하는 독자들이 계속해서 우주와 밤하늘에 관심을 갖고, 질문을 던져주길 간절히 바라고 있다. 우주를 이해할 때 우리의 세계가 함께 팽창하듯, 우주를 향해 묻고 답하는 과정은 곧 나라는 존재의 의미를 탐구하는 소중한 시간을 선물해줄 것이기 때문이다. 그러니 그의 조언대로 “숨 막히게 바쁜 일상에서 잠시라도 벗어나 가끔은 고개를 들어 하늘을 바라보도록 하자.”