NEWTON HIGHLIGHT 대우주

▣ 출판사서평

시간과 공간을 기준으로 바라본 우주의 모든 것

우주의 ‘우(宇)’라는 한자에는 ‘공간적인 넓이’라는 의미가 있다. 한편 ‘주(宙)’에는 ‘시간적인 넓이’라는 의미가 있다. 즉, ‘우주’라는 말은 지구와 태양이 있는 우주 공간을 가리킬 뿐만 아니라, 우주 탄생부터 현재와 미래를 꿰뚫는 유구한 시간의 흐름까지도 포함하고 있는 것이다. 인류는 밤하늘에 빛나는 별들을 바라보면서 우주에 대해 여러 가지 의문을 품어 왔다. ‘우주의 끝은 과연 어디이며 그 넓이는 얼마나 되는 것일까? 우주는 언제 어떻게 해서 태어났을까? 우주는 앞으로 어떻게 변해 갈 것인가…?’

이 책 『대우주』는 최신 연구 성과에 바탕을 두고 만든 풍부한 그림과 천체 영상을 이용해 3부로 구성하여 우주에 관한 이들 의문에 답한다. 이 책은 크게 세 부분으로 이루어져 있다. 태양계에서 137억 광년의 우주 저 너머까지 우주의 공간적인 넓이에 대해 소개한 ‘우(宇)의 모든 것’. 그리고 우주의 탄생부터 미래에 이르기까지 우주의 역사를 분석하는 ‘주(宙)의 모든 것’과, 우주를 더욱 깊이 이해하기 위한 ‘86개 키워드의 해설’이 바로 그것이다. 먼저 ‘우(宇)의 모든 것’에서는 인류가 살고 있는 ‘우리은하’의 주요 천체와, 국부 은하군, 은하단, 우주의 대규모 구조 등 공간적인 크기를 기준으로 해서 우주가 어떻게 구성되어 있는지를 살펴본다.

둘째로 ‘주(宙)의 모든 것’에서는 탄생 순간의 우주는 어떠했는가를 시작으로, 지금부터 10@100년 후의 우주의 모습까지, 시간의 흐름을 기준으로 우주가 어떻게 변하는지를 알아본다. 이 책의 또 하나의 자랑은 제3부의 ‘86개 키워드의 해설’이다. ‘키워드 해설’은 태양, 지구, 행성, 은하, 외계 행성, 블랙홀 등 15개 분야의 주요 개념 86개에 대해 그림 자료와 함께 핵심을 요약해서 제공하는 자료이다. 아울러 ‘가나다’ 순서로 정리된 ‘찾아보기’가 첨부되어 있어, 우주에 관한 주요 내용을 손쉽게 확인할 수 있도록 구성되어 있다. 『대우주』는 이제까지 말한 다양한 내용을 통해 우주를 종합적으로 그리고 효율적으로 이해토록 하는 좋은 안내자가 될 것이다.

특징

10만 광년 범위에 자리한 우리은하의 대표 천체들
우리 지구는 태양계에 속해 있고, 태양계는 우리은하에 속해 있다. 우리가 맨눈으로 보는 대부분의 천체는 우리은하에 들어 있다. 우리은하의 크기는 10만 광년. 즉 1초에 지구를 7바퀴 반 도는 엄청난 속도로 10만 년을 가야 하는 거리이다. 그 내부에는 무려 1000억 개의 항성이 있다. 태양계 끝의 오르트 구름, 4.22광년 거리의 ‘태양계에서 가장 가까운 항성’, 그리고 2만 6000광년 떨어져 있는 궁수자리 A스타 등, 우리은하의 중요 구성원들의 모습을 자세히 소개한다.

우리은하의 바깥으로 137억 광년 거리까지 펼쳐진 대우주
우주에는 우리은하 같은 은하가 약 1000억 개가 있는 것으로 보인다. 137억 광년이라는 엄청난 넓이에 1000억 개의 은하가 흩어져 있는 셈이다. 이렇게 생각하면 230만 광년 거리의 안드로메다은하는 ‘우리 옆 집’ 정도인 셈이다. 5900만 광년 거리의 처녀자리 은하단, 우주의 대규모 구조, 132억 광년 거리의 가장 먼 은하 등, 대우주를 구성하는 천체들의 모습을 살펴본다.

우주 탄생의 순간부터 초기의 우주는 어떤 모습이었는가?
‘137억 년 전에 우주가 시작되었다면 그 전에는 뭐가 있었을까?’ 누구나 흔히 생각해 보는 의문이다. 또 ‘우주 탄생 직후에는 어떤 일이 일어났을까?’ 과학자들은 이런 의문들에 대해 다양한 답을 제시해 왔다. 현재 가장 널리 받아들여지는 내용은 무엇이며, 탄생의 순간, 그리고 탄생 직후의 우주에서는 각 단계별로 어떤 일이 일어났는지 상세하게 해설한다.

앞으로 10@100년 동안 우주는 어떻게 변해 갈 것인가?
우주는 아득한 옛날에 태어났지만, 앞으로도 끝없는 시간 동안 유지될 것이다. 그렇다면 앞으로의 우주에서는 어떤 일이 벌어질 것인가? 지금과 같은 순간이 계속 이어지는가? 놀랍게도 우주에서는 모든 천체가 사라지고, 우주는 소립자만 날아다니는 적막한 세계로 바뀐다고 한다. 이렇게 설명하는 근거는 무엇인가? 10의 100제곱이라는 상상하기 어려울 정도의 시간이 흐를 때까지의 단계별 우주의 모습을 소개한다.

우주의 86개 키워드를 정리해 주는 ‘키워드집’
우주에 대한 궁금증이 있을 때 즉시 해결해 주는 일종의 ‘주제별 사전’이 제공된다. 우주를 15개의 커다란 카테고리로 구분하고 거기에 포함되는 주요 사항에 대해 그 핵심을 명쾌하게 설명한다. 이 책에 등장한 용어는 물론 등장하지 않은 용어 중에서도 주요 사항을 골랐기 때문에 우주에 관한 주요 개념은 모두 포함되었다고 할 수 있다. 우주를 이해하는 지름길 역할을 한다.

▣ 작가 소개

무라야마 히토시 (村山 齊) : 이학 박사이며, 일본 도쿄 대학 국제고등연구소 수물연휴우주연구기구(IMPU) 기구장이다.
스기야마 나오시 (衫山 直) : 이학 박사이며, 일본 나고야 대학 대학원 이학연구과 교수이다.
와타나베 준이치 (渡部潤一) : 이학 박사이며, 일본 국립천문대 부대장(副臺長)이다.
요시다 나오키 (吉田直紀) : 일본 도쿄 대학 국제고등연구소 수물연휴우주연구기구(IMPU) 특임 부교수이다.
이코마 마사히로 (生駒大洋) : 이학 박사이며, 일본 도쿄 공업대학 대학원 이공학연구과 조교이다.

▣ 주요 목차

I. 우(宇)의 모든 것 ― 우주는 얼마나 넓을까?

제1장 우리은하를 여행한다
우리은하와 태양계 / 우리의 태양계 / 1.6광년 오르트 구름 / 4.2광년 태양에서 가장 가까운 항성 / 밤하늘의 1등성들 / 410광년 플레이아데스성단 / 640광년 베텔게우스 / 성운·성단 지도 / 1100광년 말머리성운 / 1500광년 오리온 대성운 / 2600광년 고리성운 / 6000광년 백조자리 X-1 / 7200광년 게성운 / 1만 7000광년 오메가 성단 / 2만 6000광년 궁수자리 A스타
* 칼럼 우주에서 거리 측정하는 방법

제2장 137억 광년 저 너머로
국부은하군 지도 / 16만 광년 대마젤란운, 20만 광년 소마젤란운 / 230만 광년 안드로메다은하 / 은하들의 다양한 형태 / 5900만 광년 처녀자리 은하단 /
5900만 광년 거대 타원 은하 M87 / 1200만 광년 스타 버스트 은하 M82 / 6800만 광년 안테나은하 / 우주의 대규모 구조 / 132억 광년 가장 먼 은하의 후보 / 우주 배경 복사 / 우주의 공간적 넓이 ①~②
* 칼럼 ‘스케일’을 바꾸어 우주를 바라본다

II. 주(宙)의 모든 것 ― 우주 탄생에서 초미래까지

제1장 우주의 탄생
우주 탄생 0초 후 / 우주 탄생 10@-36초 후까지? / 우주 탄생 10@-36초 후? / 우주 탄생 1만분의 1초 후 / 우주 탄생 3분 후 / 우주 탄생 38만 년 후 / 우주 탄생 3억 년 후 무렵까지
* 칼럼 우주 탄생으로부터 몇 초 사이에 ‘반입자’들이 사라졌다
* 칼럼 ‘암흑 물질’이 없으면 태양계도 태어나지 않았다
* 칼럼 관측할 수 있는 우주 최고(最古)의 빛 ― 우주 배경 복사

제2장 천체의 탄생
우주 탄생 3억 년 후 무렵 ①~③ / 우주 탄생 5억 년 후 무렵까지 / 우주 탄생 8억 년 후 무렵까지 / 우주 탄생 91억 년 후 ①~②

제3장 우주의 미래
지금으로부터 수십억 년 후 / 지금으로부터 약 80억 년 후 ①~② / 지금으로부터 약 1000억 년 후 / 지금으로부터 약 100조 년 후 / 지금으로부터 약 10@100년 후
* 칼럼 10@34년 후, 양성자가 붕괴되고 우주에서 블랙홀 이외의 천체가 사라진다
* 칼럼 ‘암흑 에너지’의 정체에 따라, 우주 팽창이 원자마저 잡아 찢을지도 모른다

III. 키워드 86개 해설집

* 태양 태양핵 / 광구 / 흑점 / 코로나 / 태양풍 / 플레어
* 지구 공전 / 자전 / 천구 / 핵 / 액체의 물 / 지구 자기
* 달 자이언트 임팩트설 / 일식, 월식 / 화구(크레이터) / 달의 바다 / 조석
* 행성 수성 / 금성 / 화성 / 목성 / 토성 / 천왕성 / 해왕성 / 행성의 유형 / 행성의 정의
* 태양계 왜소 행성 / 태양계 소천체 / 소행성 / 혜성 / 해왕성 궤도 통과 천체 / 태양권
* 전자기파 전파 / 적외선 / 가시광선 / 자외선 / X선 / 감마선 / 스펙트럼 / 빛의 속도
* 항성 HR도 / 핵융합 / 갈색 왜성 / 광년 / 등급
* 항성의 일생 분자운 / 원시별 / 적색 거성 / 행성상 성운 / 초신성
* 외계 행성 핫 주피터 / 장타원 궤도 행성(Eccentric Planets) / 슈퍼 지구 / 생명 생존 가능 영역 / 도플러 편이법 / 행성 형성론
* 블랙홀 특이점 / 사건의 지평면 / 강착 원반 / 제트 / 초거대 블랙홀 / 호킹 복사
* 우리은하 은하 원반 / 나선팔 / 벌지 / 헤일로 / 구상 성단 / 궁수자리 A스타
* 은하 허블 분류 / 은하군 / 은하단 / 우주의 대규모 구조 / 은하의 진화
* 우주의 구성 요소 원소 조성 / 소립자 / 바리온 / 암흑 물질 / 암흑 에너지
* 초기 우주 빅뱅 이론 / 우주 배경 복사 / 우주의 맑게 갬 / 인플레이션 이론 / 우주의 탄생
* 우주의 팽창 허블의 법칙 / 가속 팽창 / 우주의 미래

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