누구나 천문학

우리는 왜 우주가 궁금할까? 인류는 왜 아주 오랜 과거부터

우주를 연구해왔던 것일까? 우리는 왜 우주를 연구해야 할까?

<누구나 천문학> 속 1000여 개가 넘는 질문을 통해

우주의 시작과 끝 그리고 인류의 우주에 대한 호기심과 인류의 미래를 만나보자.

■■■ 우리는 오랜 옛날부터 하늘 너머의 세상을 궁금해했다. 그리고 이제 우주를 여행하는 시대가 되었다. 수천 년 동안 인류사에서 궁금해하고 연구했던 우주와 천체에 대한 호기심을 약 1000여 개의 질문과 답으로 소개한 만큼 재미있는 우주 이야기를 만나게 될 것이다!

별은 왜 빛날까? 블랙홀에 빠지면 무슨 일이 생길까? 달은 무엇으로 만들어졌을까? 외계 생명체는 존재할까? 외계 생명체가 존재한다면 그들은 어디에 있을까? 지구의 나이는 얼마나 되었을까? 우주에서도 인간은 살 수 있을까? 우주는 어떻게 시작되었나? 우주는 어떻게 종말을 맞을까? 영화와 드라마 속 우주 이론은 실제로 존재할까?

우주에 대한 사람들의 궁금증은 끝이 없다. 그리고 이 책에는 우리가 가장 궁금해하는 우주와 천체에 대한 약 1000가지의 질문과 답이 담겨 있다.

이러한 질문과 답은 천문학 이야기, 다시 말해 우주와 우주 안에 있는 모든 것 그리고 그 비밀과 수수께끼를 풀어온 역사 전반에 걸친 인간의 노력에 대해 들려준다.

문명의 동이 튼 이후로 사람들은 천체에 대해 알고자 노력해왔다. 그것이 무엇인지, 어떻게 움직이는지, 그리고 왜 그런지를 이해하려고 했다.

처음에는 수수께끼 같아 고대 우리 조상들은 신화와 전설을 생각해내고 별과 행성에 초자연적 특성을 부여했다. 하지만 서서히 하늘과 그 안에 있는 것들이 초자연적인 것이 아니라 자연적인 것이라는 사실을 알게 되었다. 또 이러한 사실을 소수의 특권층만 아니라 누구나 이해할 수 있게 되면서 서서히 천문학이라는 과학이 탄생한 것이다.

과학이란 무엇인가? 이것은 실험복을 입은 과거의 사람들을 기억하고, 별생각 없이 반복하고, 그리고 잊어버리면 되는 두꺼운 책에 담긴 교과 과정이 아니다. 과학은 질문을 던지고 답을 찾는 과정이다. 답을 얻기 위해 사실을 따져보고 논리적 추론을 하며 이 추론을 예측과 실험 그리고 관측을 통해 시험한다. 이와 같은 내용을 질문과 답으로 이 책에 소개하고 있다.

여러분은 역사적으로 제기되었던 질문과 질문을 던진 사람들에 대해, 그리고 그들이 답을 찾기 위해 어떻게 노력했고 그 과정에서 무엇을 발견했는지를 배울 것이다. 우리는 이러한 끊임없는 질문자들, 즉 천문학의 기반을 닦고 지식의 최전선에 앞장섰던 선구자들이 이루어낸 지식을 통해 우주를 이해할 수 있을 것이다. 그리고 이러한 탐구는 연구자들에 의해 계속될 것이다.

현대에 이르러 우리 인간은 지상 망원경과 우주 망원경으로 가시적인 우주의 가장자리를 보게 되었다. 또한 먼 거리의 세계를 로봇 우주선을 통해 탐사했으며 우주로의 첫걸음을 내딛는 역사적 경험도 이루었다. 아직도 우리는 더 많은 것을 배우고 경험할수록 우리가 얼마나 모르고 있는지를 깨닫게 된다. 그리고 이것은 시작에 불과하다. 이러한 대답들은 여러분을 또 다른 1000가지의 질문으로 이끌어 우리보다도 앞선 과학 탐험가들과 마찬가지로, 해답을 찾는 과정을 통해 발견의 즐거움을 경험할 수 있을지도 모른다!

지은이 : 찰스 리우 

스테이튼 아일랜드 칼리지 뉴욕시립대학의 천체물리학 교수이자, 미국자연사박물관 안 헤이든 플래니타리움과 천체물리학 자문을 맡고 있다. 연구 분야는 충돌하는 은하, 퀘이사, 스타버스트, 우주의 별 형성 역사 등이다. 하버드 대학과 애리조나 대학에서 학위를 받았고, 키트피크 국립 천문대와 콜롬비아 대학에서 박사 학위와 연구과정을 마쳤다. 많은 학술연구논문을 발표했으며 자연사 잡지에 〈그곳에Out There〉라는 천문학 칼럼을 썼다. 2001년 닐 타이슨Neil Tyson, 로버트 아이리언Robert Irion 등과 함께 《하나의 우주: 우주안의 집에서One Universe: At Home in the Cosmos》를 출간해 미국 물리학회American Institute of Phsics로부터 과학저술상을, 2005년 미국 천문학회American Astronomical Society로부터 태양물리학에 관한 대중작가상을 받았다. 

옮긴이 : 김충섭

서울대학교 물리학과와 동 대학원을 수료하고 현재 수원대학교물리학과 교수로 재직 중이다.

저서로는 《우주의 발견》 《오늘의 과학》 《메톤이 들려주는 달력이야기》 《로슈가 들려주는 조석이야기》 등이 있으며 옮긴 책으로는 《천재들의 과학노트: 천문우주학》 《별보다 오래된 우리》 등이 있다.

옮긴이 : 김도형

미국 IHCImmaculate Heart Central 고등학교와 퍼듀 대학교Purdue University, West Lafayette를 졸업하고, 현재 한국에너지기술 평가원 연구원으로 재직 중이다. 번역과 연구 활동을 하고 있으며 옮긴 책으로는 《재료와 디자인》 《대학 물리학》 《천문학 사전》 《디지털 트렌드 2040》 등이 있다.

들어가는 말 8

감사의 글 10

제1장 천문학의 기초

천문학의 주요 분야 12

천문학의 역사 15

중세와 르네상스 시대의 천문학 24

18세기와 19세기 천문학 발전 34

물질과 에너지 41

시간과 파동 그리고 입자 49

양자역학 57

제2장 우주

우주의 특성 64

우주의 기원 68

빅뱅의 증거 75

우주의 진화 77

블랙홀 82

웜홀과 우주 끈 91

암흑 물질과 암흑 에너지 93

다차원 이론 98

우주의 끝 103

제3장 은하

은하의 기초 108

은하수 119

우리은하의 이웃 은하 124

은하의 운동 131

은하의 나이 134

은하 먼지와 성운 137

성운, 퀘이사 그리고 블라자 141

은하 안의 블랙홀 147

활동 은하 148

보다 활동적인 은하와 퀘이사 151

제4장 별

별의 기초 158

별자리 160

별의 측정과 기술 164

별의 원리 168

흑점, 플레어, 태양풍 175

별의 진화 179

태양 188

왜성과 거성 192

중성자별과 펄서 198

복사성 201

연성계 204

성단 208

제5장 태양계

행성계 216

행성의 기초 220

내부 태양계 225

거대 가스 행성들 235

위성들 248

카이퍼 대와 그 너머 257

소행성들 262

혜성들 266

제6장 지구와 달

지구 276

궤도와 자전 278

대기 281

자기장 284

밴앨런대 288

중성미자 290

우주선 293

유성과 운석 296

달 302

조석 310

시계와 달력 313

계절 317

식 320

제7장 우주 계획

로켓의 역사 328

인공위성과 우주선 337

스푸트니크 시대 341

통신위성 343

우주로 간 최초의 인간 346

소련의 초기 우주 계획 352

미국의 초기 우주 계획 356

아폴로 미션 359

초기 우주 정거장들 368

우주 왕복선 374

제8장 오늘의 천문학

측정 단위 378

망원경의 기초 384

사진과 측광 390

분광학 393

간섭 측정 396

전파 망원경 398

마이크로파 망원경 402

태양 망원경 406

특수 망원경 407

지상 천문대 409

공중 천문대와 적외선 천문대 415

우주 망원경 420

적외선 우주 망원경 425

엑스선 우주 망원경 427

자외선 우주 망원경 431

감마선 우주 망원경들 434

제9장 태양계 탐사

탐사의 기초 440

태양 탐사 442

수성과 금성 탐사 445

화성 탐사 452

실패한 화성 미션들 459

21세기의 화성 탐사 462

외계 행성 탐사 468

소행성과 혜성 탐사 486

제10장 우주 안의 생명

우주 안의 거주 496

지구 위와 달 위의 생명 503

우리 태양계 안의 생명 508

지적 생명체 탐색 513

외계 행성 518

외계 행성의 생명 523

찾아보기 531