아는 만큼 보이는 세상 우주 편

별이 무수히 많은데도 밤하늘은 왜 어두울까?

로켓처럼 빠르게 날아가면 미래로 갈 수 있을까?

마블 영화 속 평행우주는 진짜로 존재할까?

“우주를 아는 만큼 미래가 커진다!”

보통 ‘우주’라고 하면 무엇을 떠올리게 될까? 밤하늘에 반짝이는 별, 블랙홀, 인공위성, 그리고 우주를 배경으로 한 각종 SF 영화들일 것이다. 20세기 영화의 상징인 〈스타워즈〉부터, 최근에 가장 사랑받는 마블 영화들까지 우주를 배경으로 하거나 우주에 존재하는 다른 지적 생명체에 관한 이야기들은 언제나 많은 관심을 받아왔다.

그렇다면 대체 “우주란 무엇일까?” 수많은 과학자가 이 문제에 답하기 위해 오랜 세월 노력했지만, 아직은 이 질문에 명쾌한 답변을 하기는 어려워 보인다. 다만 모든 가능성을 열어 놓고 진실에 가까이 다가가고자 하는 수많은 노력은 분명히 존재한다.

이 책의 저자 역시 이 질문에 답하기 위해 수많은 노력을 해 온 연구자 중 하나이다. 우주라는 말의 어원부터 시작하여 고대의 우주관, 현대의 과학으로 증명할 수 있는 우주의 여러 현상, 그리고 검증되지는 않았지만 이론적으로는 가능한 우주에 대한 최신 이론까지, 이 책 한 권에 ‘우주의 정체’를 최대한 담기 위해 노력했다.

먼저 1장에서는 고대의 우주관부터 시작하여 지구의 탄생에 이르는 이야기를 담았다. 천동설이나 지동설과 같은 익숙하고 반가운 이름들을 가득 만나게 될 것이다. 2장에서는 우주의 팽창을 이야기한다. 우주가 팽창한다는 게 대체 무슨 말인지, 그것이 지구와 무슨 상관이 있는지 등등을 담았다. 3장에서는 누구나 한 번쯤 이름을 들어본 양자역학이나 슈뢰딩거의 고양이 등 우주를 이해하는 데 도움이 되는 이론을 맛보기로 살펴본다. 4장에서는 앞서 말한 마블 영화에 등장하는 평행세계, 즉 다중 우주에 관해 이야기한다. 아주 흥미로운 챕터가 될 것이다. 5장에서는 우주를 탄생시킨 아주 작은 변수들에 대해 설명한다. 어떻게 보면 운명이 정해져 있다는 사실을 과학적으로 증명하는 이야기가 될지도 모르겠다. 6장에서는 시간과 우주에 관한 이야기로 마무리한다. 우주 등을 이야기할 때 빼먹을 수 없는 타임머신에 관한 이야기도 있으니 놓치지 말길 바란다.

우주에 관한 이야기는 흥미로우면서도 막상 파고들면 너무 어려워 쉽게 손 놓게 되는 분야이기도 하다. 하지만 가능한 한 어려운 이야기는 쏙 빼고, 흥미로운 주제를 던져 이해하기 쉽도록 풀어 쓴 《아는 만큼 보이는 세상: 우주 편》과 함께라면 우주에 대한 환상을 지키는 것은 물론, 우주를 한층 더 과학적으로 이해하는 영역으로 한발 내딛을 수 있게 될 것이다.

지은이 : 마쓰바라 다카히코 松原隆彦

1966년 나가노현에서 태어났다. 교토대학 이학부 졸업한 후 히로시마대학 대학원 이학연구과에서 박사 학위를 받았다. 나고야대학 대학원 이학연구과 준교수를 거쳐, 현재 KEK(고에너지 가속기 연구기구) 교수로 있다. 전공은 우주론. 2012년에는 일본천문학회가 저명한 천체물리학자인 하야시추시로를 기리기 위해 제정한 하야시추시로상을 받았다.

저서로 《물리학은 처음인데요》, 《물리학으로 풀어보는 세계의 구조》, 《우주는 무한한가 유한한가》, 《우주는 어떻게 시작됐는가》 등이 있다.

옮긴이 : 송경원

물리학과를 졸업하고 교육대학원에서 일어교육을 전공했다. 재미가 일이 되고 일이 재미가 되는 삶을 꿈꾸며, 재미있고 의미 있는 작품을 기획 · 검토 및 소개하는 일에 힘쓰고 있다. 현재 소통인(人)공감 에이전시에서도 번역가로서 활동 중이다.

옮긴 책으로 《종교의 흑역사》, 《아는 만큼 보이는 세상: 수학 편》, 《아는 만큼 보이는 세상: 물리 편》, 《같은 소재도 전혀 다른 이야기가 되는 글쓰기 매뉴얼》, 《100세까지의 독서술》, 《누구나 혼자인 시대의 죽음》 등이 있다.

들어가는 글 ‘우주란 무엇인가’를 찾는 여정

CHAPTER 1 지구는 언제부터 둥글었을까?│우주의 탄생

우리가 몰랐던 지구의 진짜 모습 ㆍ 고대의 우주관

누구도 우주의 진짜 모습을 알 수 없는 이유 ㆍ 우주의 차원

모든 것은 지구를 중심으로 돈다는 생각 ㆍ 천동설

“그래도 지구는 돈다!” ㆍ 지동설

과연 우주는 끝이 없을까? ㆍ 무한 우주론

기차에서 발견하는 우주의 비밀 ㆍ 지동설의 증거

제2의 지구는 정말로 있을까? ㆍ 외계 행성의 발견

왜 별이 있는데도 밤하늘이 어두울까? ㆍ 올베르스의 역설

우주에는 한계가 있다는 증거 ㆍ 우주팽창

변하는 것과 결코 변하지 않는 것 ㆍ 빛의 속도와 상대성 이론

차원은 ‘이것’으로 구부러져 있다 ㆍ 중력의 정체

아파트 고층에 살면 더 빨리 늙을까? ㆍ 시간의 왜곡

만약 지구에 중력이 없다면? ㆍ 무중력 상태

CHAPTER 2 우주는 지금도 풍선처럼 부풀고 있다?│우주의 구조

우리가 볼 수 있는 최대한의 우주 ㆍ 우주의 지평선

우주는 매일매일 커진다! ㆍ 급팽창 이론

우주가 맑아지자 생겨난 일 ㆍ 우주의 맑게 갬

불균형이 만들어 낸 균형 ㆍ 우주 마이크로파 배경 복사

별은 어떻게 만들어졌을까? ㆍ 암흑 물질

우리의 은하는 어떻게 생겼을까? ㆍ 은하

암흑 에너지가 우주를 살찌운다고? ㆍ 우주 가속 팽창과 암흑 에너지

“우리는 별들로부터 만들어졌다” ㆍ 백색왜성과 초신성 폭발

왜 우주가 거품처럼 생겼다고 주장할까? ㆍ 우주의 거대구조

우주에는 정말 끝이 없을까? ㆍ 우주의 지평선과 관측 범위

CHAPTER 3 슈뢰딩거의 고양이는 살아 있는 걸까?│우주와 양자역학

우주를 파악하는 새로운 학문의 등장 ㆍ 양자역학

빛은 입자일까, 파동일까? ㆍ 빛의 정체

에너지와 진동을 연결하는 마법의 숫자 ㆍ 플랑크 상수

전자는 어디에 있을까? ㆍ 원자와 파동함수

상자 안의 고양이가 살아 있으면서 죽어 있다니? ㆍ 슈뢰딩거의 고양이

아인슈타인이 으스스한 원격 작용이라고 말한 ‘이것’은? ㆍ 양자 얽힘

세계에서 가장 빠른 컴퓨터의 탄생 ㆍ 양자 컴퓨터

우주는 ‘무’에서 탄생했다는 믿음 ㆍ 빌렌킨 가설

우리도 벽을 통과할 수 있게 된다고? ㆍ 양자 터널 효과

이미 존재하는 우주에서 우주가 탄생했다면? ㆍ 에크로파이로틱 우주론

CHAPTER 4 어쩌면 ‘또 다른 나’가 존재할지도 모른다?│우주와 평행세계

“우리의 우주는 사실 별사탕 모양이다!” ㆍ 우주의 균일과 비균일

우주의 탄생을 이해하기 위한 노력들 ㆍ 빅뱅과 급팽창 이론

왜 우주가 하나가 아니라는 걸까? ㆍ 카오스적 급팽창

무한히 펼쳐지는 우주에는 무수히 많은 내가 존재한다? ㆍ 다중 우주

모두의 힘을 하나로 만든 이론 ㆍ 우주에 존재하는 네 가지 힘

“우리가 사는 우주는 사실 10차원이다!” ㆍ 끈 이론

우리의 물리 법칙과 완전히 다른 우주의 존재 ㆍ 랜드스케이프 우주

서로 다른 차원으로는 영원히 갈 수 없다고? ㆍ 브레인 우주

존재할 수 있지만 존재하지 않는다는 말의 뜻 ㆍ 괴델의 불완전성 정리

가능한 확률과 불가능한 확률이 공존한다면? ㆍ 양자론의 해석 문제

양자론 해석의 양대 산맥 ㆍ 코펜하겐 해석과 다세계 해석

“인간이 우주를 보아야 우주도 존재한다!” ㆍ 참여적 인류 원리

이 세상은 진짜일까? ㆍ 시뮬레이션 가설

CHAPTER 5 운명은 정해져 있다는 과학적인 근거│우주와 매개변수

우주는 여러 기적이 겹쳐야만 탄생한다 ㆍ 다중 우주론

중력이 딱 지금과 같은 힘을 가진 이유 ㆍ 매개변수

중력이 지금보다 강하면 생기는 일 ㆍ 중력 상수

만약 빛의 속도가 지금보다 느려지면 어떻게 될까? ㆍ 빛의 속도

원자 크기의 미시 세계에서 일어나는 일 ㆍ 미시 세계와 플랑크 상수

길이, 질량, 시간을 모두 가지게 되면? ㆍ 플랑크 척도

삼각관계의 미묘한 균형이 빚어낸 세상 ㆍ 전자, 양성자, 중성자

별이 핵융합하며 벌어진 엄청난 사건 ㆍ 중수소

생명체에게 유리한 물의 특수 성질 ㆍ 물의 비열

측정하지 않고도 정답을 내놓은 천재의 이야기 ㆍ 삼중 알파 과정

우주의 나이가 1,000억 살이 넘으면? ㆍ 강한 인류 원리와 약한 인류 원리

“우주의 목적은 인간을 탄생시키는 것이다!” ㆍ 강한 인류 원리

2차원에서는 인간에게 어떤 일이 벌어질까? ㆍ 차원 수에 따른 예측

존재하는데도 볼 수 없는 것 ㆍ 타키온 입자

아인슈타인의 일생일대 실수가 없으면 안 되게 된 이유 ㆍ 우주항과 우주 상수

CHAPTER 6 과거나 미래로의 시간 여행은 가능할까?│우주의 미래

다시, 우주란 무엇인가 ㆍ 시간과 공간

로켓을 타고 미래로 갈 수 있을까? ㆍ 타임머신

시공간을 초월하는 방법 ㆍ 웜홀과 블랙홀

과거로 돌아가도 미래를 바꿀 수 없다고? ㆍ 시간 역설

선택할 때마다 새로운 우주가 하나씩 탄생한다 ㆍ 평행 우주

거시 세계와 미시 세계를 모순 없이 묶는 법 ㆍ 양자중력론

시간은 인간이 발명한 것이라고? ㆍ 시공간 이론

볼 수 있어야 존재하는 것이라는 주장 ㆍ 관측적 우주론

우주를 탐구하려면 수학이 필요할까? ㆍ 우주 연구