판타스틱 유니버스 - 찬드라가 바라본 우주의 신비 -

우주는 무엇으로 구성되어 있을까?
우주는 어떤 과정을 거쳐 지금의 모습으로 변화해 왔을까?
그리고 먼 미래에 어떤 일이 일어날까?

많은 사람들이 밤하늘의 무한한 별을 보며 경이로움을 느낀다. 그리고 우주의 과거와 미래를 떠올려볼 것이다. 《판타스틱 유니버스》는 찬드라 엑스선 우주 망원경으로 관측한 우주 이미지와 정보를 제시하며 이러한 질문에 답한다. 지금까지 알 수 없었던 우주의 구조와 기원, 그리고 진화과정을 살펴보자.

찬드라, 지금까지 알 수 없었던 우주의 비밀을 밝히다

1609년 이탈리아의 갈릴레오는 작은 망원경으로 지구와 우주가 별개가 아니라 지구는 우주의 한 부분이며 우리가 맨눈으로 볼 수 있는 것보다 더 많은 천체들이 우주 내에 존재한다는 사실을 밝혔다. 20세기에 들어서 천문학자들은 여러 망원경들을 이용하여 더욱 혁명적인 발견을 하게 되었다. 그들은 빅뱅에서 나온 우주배경복사를 발견해냈고, 항성들 주변에 있는 원시행성원반에서 나오는 적외선을 발견하였으며, 블랙홀로 소용돌이치며 빨려 들어가고 있는 물질들로부터 엑스선을 검출했다.

찬드라 엑스선 우주 망원경은 ‘별의 진화’ 연구에 관한 업적으로 1983년 노벨물리학상을 수상한 수브라마니안 찬드라세카르(Subrahmanyan Chandrasekhar)의 이름을 따서 명명된 위성이다. 1999년 7월 23일, NASA는 찬드라 엑스선 망원경을 우주왕복선 콜롬비아에 실어 우주에 발사하였다. 이 망원경은 우주의 아주 뜨거운 영역에서 나오는 고해상도의 엑스선 이미지를 검출하여 우주의 비밀을 밝혀주었다.

찬드라 엑스선 우주 망원경이 바라본 우주의 신비
 찬드라 엑스선 우주 망원경은 엑스선을 모아 대형 광학 망원경의 분해능에 견줄 만한 양질의 성단과 성운, 은하 및 다른 우주 현상들에 대한 고분해능 이미지들을 만든다. 이런 독특한 능력이 21세기 천체물리학에 대변혁을 일으켰다. 찬드라 망원경이 발사된 이후, 감춰져 있던 우주의 모습들이 드러났다.

찬드라 망원경을 통해 우리는 블랙홀과 불과 몇 마일 떨어지지 않은 초고밀도 중성자별이 내뿜는 엑스선을 관측해냈고, 폭발하는 별의 내부를 볼 수 있었으며, 수백만 광년 떨어진 곳의 은하 성단 속 가스구름의 온도를 알 수 있게 되었다. 이 외에도 블랙홀과 같은 극한의 물리적 상황에서 일어나는 거대한 중력이나 자기장들, 초신성의 충격파들, 그리고 항성과 은하의 진화와 은하단들의 엄청난 충돌 같은 아주 격렬하고 극심한 환경에 있는 우주의 모습을 볼 수 있었다.

《판타스틱 유니버스》는 단순히 찬드라 망원경으로 관측한 자료만을 소개하는 것이 아니라 허블 우주 망원경과 스피처 우주 망원경이 광학과 적외선 영역을 관측한 자료들을 통합하여 우주에 대해 새롭게 알게 된 사실들을 수식 없이도 이해하도록 정리해 놓았다. 술술 읽히는 이 책의 페이지를 넘기다 보면 암흑 물질과 암흑 에너지, 초대질량 블랙홀과 성단, 중성자별과 펄사, 우주 그물과 별의 생사까지 여러 천문학적 지식들을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

책의 구성
《판타스틱 유니버스》는 우주를 세 가지 범주로 나누어, 1부에서 큰 우주, 2부에서 무서운 우주, 3부에서 아름다운 우주를 자세히 탐구한다. 우주는 무엇으로 구성되어 있는지, 우주는 어떻게 지금의 모습으로 변화해 왔는지, 먼 미래에 어떤 일이 일어날지에 대한 해답을 제시할 것이다.

1부에서는 캄캄하고 거대한 우주 속에 존재하는 암흑물질과 암흑에너지, 그리고 은하단과 우주 그물 구조 등 우주를 이루는 요소에 대해 살펴본다. 2부에서는 블랙홀의 기원과 합병 그리고 블랙홀의 제트시스템 등 무시무시한 블랙홀에 대해 집중적으로 설명하고, 백조자리 엑스선원-1과 마이크로퀘이사까지 다룬다. 3부에서는 게 성운과 펄사풍 성운 그리고 폭축하는 핵을 통해 아름다운 우주의 진화 과정을 살펴보고 나아가 우주의 부활을 다룬다.

아울러 《판타스틱 유니버스》는 찬드라 망원경에 의해 기록된 데이터와 그 외 여러 망원경의 이미지들을 겹겹이 쌓아올린 80장이 넘는 눈부신 컬러 사진을 제공한다. 다채로운 우주 이미지들은 우리에게 우주에 대한 특별한 새로운 시각을 보여준다. 이전에 본 적 없었던 우주 공간을 만나보자.

옮긴이 : 김용기
연세대학교 천문기상학 학사
독일 베를린공과대학교 이학 박사
미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소
방문연구원
현재 충북대학교 천문우주학과 교수

옮긴이 : 구본철
서울대학교 천문학 학사
한국과학기술원 물리학 석사
국립천문대 연구원
미국 캘리포니아대학교 버클리캠퍼스 천문학 박사
미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소
박사후연구원
현재 서울대학교 물리·천문학부 교수

옮긴이 : 김동우
서울대학교 천문학 학사
미국 캘리포니아대학교 로스앤젤레스캠퍼스
천문학 박사
충남대학교 천문우주과학과 교수
현재 미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소 상임연구원

옮긴이 : 김민선
경희대학교 우주과학 학사
서울대학교 천문학 박사
미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소
박사전연구원
현재 한국천문연구원 선임연구원

옮긴이 : 김은혁
서울대학교 천문학 학사·박사
미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소 연구원
현재 한국 항공우주연구원 선임연구원

옮긴이 : 손주비
서울대학교 천문학 학사·박사
현재 미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소 박사후연구원

옮긴이 : 이재준
서울대학교 천문학 학사·박사
미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소
박사전연구원
미국 펜실베니아주립대학교 박사후연구원
현재 한국천문연구원 책임연구원

옮긴이 : 이재현
연세대학교 물리학 학사·석사
미국 미시간주립대학교 천체물리학 박사
현재 미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소 연구원
현재 미국 하버드대학교 강의교수

옮긴이 : 정연길
연세대학교 천문우주학 학사
충북대학교 물리학 박사
미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소
박사후연구원
현재 한국천문연구원 선임연구원

옮긴이 : 홍재섭
서울대학교 물리학 학사·석사
미국 컬럼비아대학교 물리학 박사
현재 미국 하버드-스미스소니언 천체물리연구소 연구원

역자 서문
 서론: 뜨거운 우주에서 나오는 멋진 이야기들

1부 THE 큰 우주
1 은하단
2 암흑물질의 증거
3 차가운 암흑물질
4 암흑물질이 바나나가 되다
5 경이로우면서도 무시무시한 캄캄한 곳
6 암흑에너지란 무엇인가?
7 우주 그물 구조

2부 THE 무서운 우주
8 흐릿한 별빛에서 즐거움 만끽하기
9 백조자리 엑스선원-1, 마이크로퀘이사, 그리고 은하의 제트
10 번화한 도심은 은하수
11 중심에 숨겨진 비밀
12 무수히 많은 오리들
13 초대질량 블랙홀의 기원과 성장
14 녹색 블랙홀
15 블랙홀 피드백

3부 THE 아름다운 우주
16 저 어두운 밤 속으로 순순히 들어가려 하지 마시오
17 폭축하는 핵
18 게 성운과 펄사풍 성운들
19 우주에서 내리는 가랑비
20 원소 변화
21 우주의 부활

 감사의 글
 참고문헌
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