우주 모멘토

우주 선진국으로 발돋움하기 위한 필수 과학 교양서

'대한민국 독자 기술 누리호 발사', '뉴 스페이스 시대 본격 개막'. 세계에서 일곱 번째로 독자적인 기술로 만든 발사체를 우주로 보내면서 우리나라는 우주 선진국으로 도약하고 있다. 정부 주도 아래 민간기업까지 모두 우주개발에 힘을 쏟고 있는 시대이다. 우주개발의 중요성과 화제성이 높아진 만큼 이제 우주에 관한 기본 소양을 쌓아야 할 때이다.

이 책은 어려운 수식 없이 친절한 설명과 함께 우주에 관한 거의 모든 기본적인 정보들을 담아냈다. '우주의 시작과 끝은 어떤 모습인지, 지구와 인류는 어떻게 탄생했는지, 우주 전체에 에너지는 얼마나 있는지, 블랙홀과 암흑물질에 관한 연구가 왜 필요한지, 태양이 사라지기 전에 인류는 어디를 향해야 하는지, 인류를 뛰어넘는 외계 문명이 존재하는지' 등, 우주를 거시적 시선과 미시적 시선으로 다양하게 바라보며 꼬리에 꼬리를 무는 질문과 답이 이어진다. 이 책을 통해 무엇을 위해 우주개발이 세계적 추세가 되었는지, 그리고 그것이 우리의 일상과 어떻게 연결되어 있는지를 깨닫고, 나아가 우주 감각이 깨어나는 순간을 맞이하기 바란다.

지은이 : 일본과학정보

인터넷 동영상 크리에이터. 천문학과 물리학에 관한 최신 정보를 '어려운 수식 없이' 쉽게 해설하는 유튜브 채널 '일본과학정보(필명 고고쇼고)'로 활동하고 있다.

옮긴이 : 류두진

서울외국어대학원대학교 통역번역대학원 한일과를 졸업했다. 바른번역 아카데미에서 일어 출판번역 과정 수료 후 소속 번역가로 활동 중이다. 옮긴 책으로는 〈손목시계의 교양〉, 〈세상에서 가장 쉬운 테크놀로지 수업〉, 〈클린〉, 〈아마존처럼 회의하라〉, 〈모빌리티 3.0〉, 〈리더는 칭찬하지 않는다〉, 〈도전과 진화의 경영〉, 〈아마존 뱅크가 온다〉, 〈테크놀로지 지정학〉, 〈2022 누가 자동차 산업을 지배하는가?〉, 〈아마존 미래 전략 2022〉, 〈나이를 잊게 하는 배움의 즐거움〉 등이 있다.

감수 와타나베 준이치

1983년 도쿄대학 이학부 천문학과를 졸업하고 도쿄대학 도쿄천문대를 거쳐 현재 일본 국립천문대 부대장과 종합연구대학원대학 교수를 역임하고 있다. 태양계 천체 연구를 진행하면서 최신 천문학 성과를 강연하고 집필하는 등 폭넓게 활약하고 있다. 지은 책으로는 〈최신 행성 입문〉, 〈재미있을수록 우주가 보이는 15가지 키워드〉, 〈새로운 태양계〉 등이 있다.

감수 황정아

한국천문연구원에서 지구방사선대와 우주환경을 연구하고 인공위성을 만든다. 2023년 5월에 우주로 출발한 도요샛(SNIPE) 프로젝트의 시스템 엔지니어이며, 달에 보낼 우주방사선 탑재체를 만들고 있다. 언젠가 우리나라도 태양계 탐사뿐 아니라 태양권계면을 벗어나 새로운 지평선을 여는 인공위성을 개발할 것이고, 이 계획에 주도적으로 참여하고 싶다는 소망을 갖고 있다. 과학기술연합대학원대학교(UST) 천문우주과학 전공 캠퍼스 대표교수와 한국과학기술원(KAIST) 항공우주공학과 겸임교수이며, 국가우주위원, 정지궤도복합위성개발사업 추진위원회 위원, 한국연구재단의 우주기술 전문위원, 방위사업청의 425 정찰 위성 사업의 자문위원으로 활동하고 있다. 지은 책으로 〈우주미션 이야기〉, 〈푸른빛의 위대한 도약 : 우주〉, 〈우주날씨 이야기〉, 〈우주날씨를 말씀드리겠습니다〉와 〈첨단기술의 과학〉 등이 있다.

시작하며 여러분은 지금 우주를 여행하고 있습니다 13

추천의 글 우주에 관한 거의 모든 질문의 답을 풀어나가다 20

1장 우주란 무엇인가

우주는 어떻게 탄생했을까 25

인력과 중력의 차이 ／ 만유인력을 발견한 뉴턴 ／ 만유인력의 문제를 해결한 일반상대성이론 ／ 우주의 정의 ／ 우주는 점 하나에서 시작되었다 ／ 우주 탄생 후 1초 사이에 무슨 일이 벌어졌을까 ／ 우주가 탄생한 지 1분 후 ／ 우주의 팽창을 뒷받침하는 또 하나의 사실 ／ 우주의 끝은 어디에 있을까 ／ 관측 가능한 우주의 크기는 465억 광년 크기 ／ 우주의 최소 단위는 '소립자' ／ 양자역학과 일반상대성이론에서 탄생한 '끈이론'

우주가 끝나는 시나리오 45

우주의 미래를 점치는 '미지의 물질' ／ 암흑에너지의 세 가지 가설 ／ 암흑물질이란 무엇일까 ／ 우주 종말의 네 가지 예측

우주 이론과 기술의 발전 56

우주를 알려면 미시 세계를 알아야 한다 ／ 눈에 보이지 않는 세계를 어떻게 볼 것인가 ／ 인간 생활과 밀접한 전자기파 ／ 전자 수준의 관찰은 어떻게 할까 ／ 이론과 기술이 충돌하는 양자역학의 사고 실험 ／ 중력에 양자역학을 적용할 수 있을까 ／ 끈이론의 등장 ／ 검증이 불가능한 끈이론

2장 별이야기

항성의 종류 73

항성의 생애는 질량으로 결정된다 ／ 항성은 가벼울수록 수명이 길다 ／ 태양보다 무거운 항성의 생애 ／ 항성의 핵 '중성자별'

중성자별의 탄생 82

대질량 항성의 생애 ／ 초신성 폭발로 탄생하는 중성자별 ／ 중성자별의 특징 ／ 중성자별의 구조 ／ 중성자별 폭발로 만들어지는 원소

중성자별의 내부는 어떻게 되어 있을까 93

쿼크란 무엇인가 ／ 쿼크별에 존재하는 기묘물질 ／ 기묘물질은 모든 것을 침식한다 ／ '기묘물질=암흑물질' 설

태양계는 얼마나 클까 101

태양계는 어떻게 만들어졌을까 ／ 태양이란 무엇인가 ／ 태양 주위를 도는 '지구형 행성' ／ 행성이 되지 못한 '소행성대' ／ 태양 주위를 도는 '목성형 행성'／ 명왕성은 왜 태양계에서 퇴출당했을까 ／ 태양계의 가장 먼 곳에 있는 태양권 ／ 태양권의 건너편에 도달한 탐사선 '보이저'

3장 에너지

에너지란 무엇인가 121

열과 전기는 에너지가 아니다 ／ 물 한 방울의 에너지는 원자폭탄 격 ／ 에너지에서 물질을 만들어내다 ／ 반물질이 만들어내는 에너지 ／ 우주의 전체 에너지 중 알려진 에너지는 단 5%

중력의 정체 132

중력을 밝혀내고자 했던 과학자들 ／ 만유인력의 법칙으로 발견된 행성 ／ 만유인력의 법칙 붕괴와 아인슈타인 ／ 적색편이란 ／ 특수상대성이론에 중력을 추가한 '일반상대성이론' ／ 중력이 강할수록 시간은 느려진다 ／ 일반상대성이론으로 수성의 수수께끼가 풀리다 ／ 일반상대성이론으로도 풀리지 않는 물질 ／ 아인슈타인의 최대 실수

빛의 정체 145

빛과 인류의 역사 ／ 빛의 정체는 입자? ／ 빛의 정체는 파동? ／ 빛의 정체는 입자이자 파동이었다 ／ 빛의 이름은 '광자'

우주의 최소 단위, 중성미자 156

'우주 최소 단위' 발견의 역사 ／ 중성미자를 알기 위한 'α붕괴'와 'β붕괴' ／ 중성미자는 우주 과학에 어떻게 이바지할까 ／ 질량이 있는데 왜 빛보다 빠를까 ／ 관측하기 위한 관건은 '물'

4장 지구와 인류

지구 탄생 171

시작은 '구름' ／ '별주위원반'의 모습 ／ 달의 탄생 ／ 우주에서 온 물 ／ 여전히 수수께끼투성이인 '생명 탄생' ／ 지구의 변화와 생명의 진화

인류 탄생 181

생명은 '누가' 만들었나 ／ 눈에 보이지 않는 세포는 어떻게 진화했을까 ／ 사람과 침팬지의 갈림길 ／ 5만 년 전에 획득한 '능력' ／ '개인'에서 '사회'로 진화하다

태양의 일생 191

태양의 탄생 ／ 태양의 구조 ／ 코로나가 초고온에 도달하는 수수께끼 ／ 태양은 어떻게 수명을 다할까

태양 소멸 전 인류의 목표 201

태양과 비슷한 항성에 가까운 행성 ／ 적색왜성 ／ 백색왜성 ／ 블랙홀

5장 우주 이동 수단

우주쓰레기 문제 213

우주쓰레기는 어떻게 생길까 ／ 우주를 떠도는 쓰레기의 속도와 파괴력

우주엘리베이터 221

우주여행의 문제는 '에너지 부족' ／ 우주에 닿는 엘리베이터 ／ 케이블의 길이와 강도 문제 ／ 탑승칸을 어떻게 승하강시킬까 ／ 안전성과 비용 ／ 현실성 있는 것은 로켓일까, 엘리베이터일까

웜홀은 실현 가능할까 231

시공간이란 무엇인가 ／ 웜홀의 종류 : 아인슈타인-로젠 다리, 통과할 수 있는 웜홀 ／ 인공 웜홀은 가능할까

6장 우주 최대의 수수께끼

블랙홀 241

블랙홀을 예언한 일반상대성이론 ／ 블랙홀 관측에 필수인 '전자기파'란 무엇인가 ／ 파장이 긴 전자기파 ／ 파장이 짧은 전자기파 ／ X선을 이용한 블랙홀 발견의 역사 ／ 블랙홀은 어떻게 탄생했을까 ／ 블랙홀의 중심 ／ 블랙홀의 종류 ／ 블랙홀에 얽힌 문제 ／ '블랙홀 정보 역설'은 해결할 수 있을까 ／ 홀로그램 원리의 과제

암흑물질 261

암흑물질의 발견 과정 ／ 암흑물질의 후보 : 액시온, WIMP ／ WIMP 검출 ／ 암흑물질 연구는 헛수고일까

7장 외계인

우리는 왜 외계인과 만날 수 없을까 277

우주에 지구 외 생명체는 존재할까 ／ 페르미 역설 ／ 그레이트 필터와 인류 멸망 시나리오

문명의 진화는 어디까지일까 284

'생명의 문명' 세 단계 ／ 에너지 획득의 진화 ／ 3,000년 후에 항성을 지배한다 ／ 은하계를 지배하는 문명 ／ 은하군을 지배하는 문명 ／ 우주 전체를 지배하는 문명, 우주를 벗어나는 문명

마치며 우주를 안다는 것은 상식에 구애받지 않는 것 297