“138억 년 전, 우주는 어떻게 탄생하게 되었으며

38억 년 전, 생명의 기원은 어떻게 뿌리를 내리게 되었을까?

정말 우리는 우주에서 하나뿐인 생명체일까?”

 

빅뱅에서 다중우주, 생명의 기원에서 외계 생명체까지

우주와 인간 그리고 모든 탄생의 역사 속 위대한 비밀을 유쾌한 문답으로 밝혀내다

“우주는 어떻게 탄생했으며 몇 살일까?” “우주는 무엇으로 이루어져 있을까?”

“우주에서 생명은 어떻게 탄생했을까?” “우주에서 우리는 유일한 생명체일까?”

“과연 우리는 이 모든 것을 어떻게 알게 되었을까!”

 

《코스모스》 칼 세이건의 후계자이자

이 시대 가장 사랑받는 과학 커뮤니케이터 닐 디그래스 타이슨,

그가 말하는 우주라는 거대하고 경이로운 세상 속 위대한 비밀!

 

유쾌한 천체물리학자이자 천체물리학계의 거장, 《코스모스》 칼 세이건의 후계자이자 이 시대 가장 사랑받는 과학 커뮤니케이터인 닐 디그래스 타이슨이 신간 《코스믹 쿼리》로 돌아왔다. 자신만의 특기를 살려 이번에도 타이슨은 우주를 둘러싼 가장 어려운 질문과 궁금증에 위트와 지혜, 최첨단 과학으로 중무장해 세상에서 가장 쉬운 언어로 답한다.

끝없이 펼쳐진 우주를 향한 인류의 호기심은 고대부터 이어져 왔다. 태곳적부터 인류의 무한한 상상력을 자극해온 우주. 하지만 광활하고도 아득한 우주의 비밀을 풀기에 인간의 두뇌는 너무 작고, 수명은 찰나에 불과했다. 그럼에도 불구하고 포기하는 법이 없던 인류는 단순히 바라볼 수밖에 없었던 우주의 실체를 입증하는 방법을 하나둘 찾아내기 시작했고, 달 착륙에까지 성공하게 된다.

《코스믹 쿼리》는 빅뱅에서 다중우주에 이르는 우주의 길고 긴 역사, 망원경의 발견과 우주 탐사선의 발명, 생명의 기원부터 외계 생명체의 존재 가능성까지 우주를 둘러싼 모든 탄생의 역사를 인간의 호기심과 무지 사이의 아득한 간극을 좁히기 위해 고군분투한 인류의 무한한 노력과 함께 흥미롭게 담아냈다.

우주 및 천체물리학의 기초와 구성 요소를 설명하는 패러다임에 획을 그은 역사적 발견들로 가득한 이 책은 세대와 나이를 불문하고 독자들에게 우주의 복잡성을 들여다볼 수 있는 새로운 창을 제시하며, 더 나아가 우주에 관한 무한한 영감까지 제공해줄 것이다. 이제 막 우주여행에 관심을 갖게 된 초보 우주 탐험가라서, 우주론 혹은 천문학과 천체물리학을 비롯한 과학적 소양에 자신이 없어서 걱정이라면 그럴 필요 없다. 《코스믹 쿼리》와 함께 우주와 그 너머의 경이로움 속으로 함께 빠져들 마음가짐 하나면 충분하다.

[목 차]
  

저자 노트

들어가는 글

추천의 글

 

제1장. 우주에서 우리의 위치는 어디일까?

지구는 행성인가 | 막대기로 하는 천문학 | 시차 해법 | 태양계는 얼마나 큰가 | 헨리에타 레빗과 표준촛불 | 은하 | 1000억 × 1000억 | 맺는 말

 

제2장. 지금 알려진 사실들은 어떻게 발견되었을까?

맨눈 천문학 | 갈릴레오와 망원경 | 전자기파 스펙트럼 | 전파로 보는 우주 | 천문학에서 천체물리학으로 | 대기 밖에서 날아온 지식 | 우주의 새 창을 열다 | 현재의 천문대 | 앞으로의 전망

 

제3장. 우주는 왜 지금처럼 진화했을까?

빅뱅 | 원자로 이루어진 우주 | 친근한 우주 만들기 | 성운가설 | 동결선 | 우주 당구장 | 행성의 이동 | 태양계의 끝

 

제4장. 우주의 나이는 몇 살일까?

놀라운 사실 1. 우주마이크로파 배경복사 | 놀라운 사실 2. 마이크로파에 담긴 메시지 | 놀라운 사실 3. 인플레이션 우주 | 놀라운 사실 4. 우주배경복사의 온도 차이 | 우주 거리 사다리 | 놀라운 사실 5. 암흑에너지 | 긴장과 화해 | 놀라운 사실 6. 암흑물질 | 우주의 형성 과정

 

제5장. 우주는 무엇으로 이루어져 있을까?

화학의 탄생 | 원소는 어디에서 왔는가 | 새로운 원자론 | 원자 쪼개기 | 그건 또 누가 주문한 거야 | 가속기의 시대 | 쿼크의 등장 | 입자물리학 용어 | 더 쪼갤 수 있을까

 

제6장. 생명이란 무엇일까?

모든 것을 바꾼 실험 | 외계에서 배달된 지구 생명의 씨앗 | 생명의 기원, RNA | 자연선택 | 복잡함은 필연적 결과인가 | 지능과 기술 | 모조 생명체 | 다른 종류의 생명체 | 극한 미생물

 

제7장. 우리는 우주에서 유일한 생명체일까?

희한한 생각 | 단 하나의 사례 | 외계 지성을 찾아서 | 드레이크 방정식 | 기술은 불가피한 것인가 | SETI: 외계 지성 탐사 | 지속적 서식 가능 영역 | 페르미 역설 | 문명의 등급

 

제8장. 우주는 어떻게 시작되었을까?

만물의 최소 단위 | 양자역학 101 | 단순화와 통일 | 쿼크 속박 | 힘의 통일 | 강력의 통일 | 반물질 문제 | 거대한 시나리오 | 지식의 끝

 

제9장. 우주는 어떻게 종말할까?

지구의 최후 | 예측할 수 없는 재앙: 화산 | 예측할 수 없는 재앙: 충돌 | 충돌하는 은하 | 열린 우주, 닫힌 우주 또는 평평한 우주 | 우주의 성분 비율 | 우주 종말 시나리오 | 시간지도의 가장자리 | 우주 종말 관람하기

 

제10장. 모든 것과 무(無)는 어떤 관계일까?

달라진 무의 개념 | 우주 전체가 양자요동 아닐까 | 우주 기원설 | 빅뱅 이전 | 다중우주 | 미세조정문제 | 다중우주의 종류 | 이게 정말 과학일까

 

감사의 글

역자 후기

함께 읽으면 좋을 이야기

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[본 문]
  

지구가 특별한 행성이 아니고 인간이 자연의 일부일 뿐이라면, 우리가 지구에서 발견한 법칙에도 특별한 구석이 없을 것이다. 이는 곧 우주 반대편에 있는 외계 행성과 (그곳에 있을지도 모를) 외계 생명체 역시 우리와 크게 다르지 않다는 뜻이기도 하다. 그렇다면 시간과 공간을 초월하여 우주의 모든 곳 그리고 우주의 모든 과거와 미래를 이해하려는 우리의 열망은 결코 공염불로 끝나지 않을 것이다. 여기에는 이견의 여지가 없다. 자존심에 상처를 입을수록 과학은 발전한다.

_48~49쪽, ‘제1장. 우주에서 우리의 위치는 어디일까?’ 중에서

 

우주가 정말로 팽창하고 있다면 과거의 우주는 지금보다 작았을 것이고, 아득한 과거로 거슬러 가면 우주의 크기가 0으로 수렴하는 시점이 존재했을 것이다. 그러므로 우주가 하나의 점에서 시작되었다는 빅뱅이론은 우주팽창설의 당연한 결과이며, 우리의 우주가 지금과 같은 모습으로 진화한 이유를 밝혀줄 첫 번째 실마리인 셈이다.

_95쪽, ‘제3장. 우주는 왜 지금처럼 진화했을까?’ 중에서

 

우리의 우주는 처음 탄생한 순간부터 잠시도 쉬지 않고 팽창해왔으며, 그 여파로 모든 은하는 우리로부터 계속해서 멀어져 갔다. (…) “관측 가능한 우주는 전체의 몇 퍼센트나 되는가?” 일부 이론가의 주장대로 관측 가능한 우주가 전체의 극히 일부에 불과하다면 우주의 끝은 영원히 도달할 수 없는 신기루나 마찬가지다. 우주의 나이는 고사하고, 우주의 지평선 너머에 무엇이 숨어 있을지 어느 누가 알겠는가?

_125~126쪽, ‘제4장. 우주의 나이는 몇 살일까?’ 중에서

 

지구가 아닌 다른 곳에서 생명체를 찾고 싶다면 먼저 지구에 서식하는 생명체부터 알아야 한다. 대충은 알고 있다고? 그렇게 간단한 문제가 아니다. 최고의 생물학자도 “생명이란 무엇인가?”라는 질문에는 선뜻 답을 내놓지 못한다. 생명은 끊임없이 변하는 개념이어서 아직도 과학의 중심이 아닌 변두리에 머물러 있다.

_189쪽, ‘제6장. 생명이란 무엇일까?’ 중에서

 

“생명이란 무엇인가?” “우리는 우주에서 유일한 존재인가?” 이런 의문을 파고들다 보면 누구나 한계에 부딪히기 마련이다. 우리가 아는 한, 생명체는 지구에만 존재하는 것 같다. 외계행성에서 생명체가 발견되기를 바란다면 우리와 비슷할 거라는 기대는 일찌감치 접는 게 좋다. 우리가 본 것이라고는 지구 생명체뿐이기에 자신도 모르는 사이에 어떤 선입견을 쌓았을지도 모른다.

_219쪽, ‘제7장. 우리는 우주에서 유일한 생명체일까?’ 중에서

 

우주를 건설하려면 몇 종류의 힘이 필요할까? 아무런 힘도 작용하지 않는 우주에서는 아무런 일도 일어나지 않겠지만, 우리의 우주는 그런 곳이 아니었다. 우주를 건설하려면 한 가지 이상의 힘이 필요하다. 그렇다면 두 가지? 세 가지? 아니다. 가장 단순한 우주는 달랑 한 가지 힘만 작용하면 된다. 시간을 거슬러 갈수록 우주가 단순해진다면, 언젠가는 힘이 하나로 줄어드는 시점에 도달할 것이다. (…) 모든 힘을 하나로 통일한다는 아이디어에 흠뻑 매료된 이론물리학자들은 ‘대통일이론’이라는 이름부터 붙여놓고 과학 역사상 가장 거대한 통일을 이루기 위해 고군분투하고 있다.

_266쪽, ‘제8장. 우주는 어떻게 시작되었을까?’ 중에서

 

하늘에 보이던 별이 사라진다는 것은 멀리 있는 은하들도 똑같이 사라진다는 뜻이다. 암흑에너지는 우주팽창을 전반적으로 가속시키고, 은하들 사이의 거리도 점점 멀어지게 한다. 그러다가 지구 관측자와 은하 사이의 거리가 어느 한계를 넘으면 은하에서 방출된 빛이 지구에 도달할 수 없게 된다. 별뿐만 아니라 은하도 하나둘씩 자취를 감추는 것이다. 결국 지구에 홀로 남은 불멸의 관측자는 차갑고 어두운 우주에 에워싸인 채 붕괴되는 블랙홀과 소립자의 묽은 수프 속에서 조용히 외칠 것이다. “제발, 나도 그들과 함께 사라지게 해주세요!”

_312쪽, ‘제9장. 우주는 어떻게 종말할까?’ 중에서

궤도 (과학 커뮤니케이터, DGIST 특임교수, 《과학이 필요한 시간》 저자)

머나먼 우주를 응시하는 행위는 결국 깊은 어둠을 들여다보는 일이다. 때로는 한 줄기 섬광조차 닿지 않는 심연으로부터 우리는 끊임없이 모든 것의 시작과 관련된 소중한 진실을 건져 올리기 위해 질문을 던진다. 《코스믹 쿼리》에서 닐 디그래스 타이슨은 우주적 대서사시를 이해가 가능한 수준까지 압축하고, 인류가 빛의 찬란한 유언을 발견하기 위해 지금까지 해온 노력을 열 가지 질문으로 모았다.

우리는 어디에서 어떻게 시작되었는지, 이걸 어떻게 알아냈는지, 왜 지금까지 존재하며 어떻게 사라질지, 무엇으로 이루어졌는지, 우리가 유일한지 등 잊힌 먼지의 궤적을 따라가며 던지는 질문은 단순한 지식의 나열을 위한 서문이 아니라 미지의 장막을 걷어내기 위한 인류 불굴의 의지와 과학자들을 향한 찬가로 다가온다. 무게감 넘치는 근원적 질문 사이로 중간중간 타이슨의 재치 넘치는 SNS 포스팅은 분위기를 산뜻하게 환기하고, 보기 좋은 사진들은 우리에게 유용한 정보를 가득 담은 채로 다가온다. 인간 지성의 무한한 가능성을 증명하는 질문을 따라가는 성찰은 우리의 시야를 넓히고 우리가 발 딛고 서 있는 이 작디작은 행성의 가치를 새롭게 조명해줄 것이다.

 

우주먼지 지웅배 (과학 커뮤니케이터, 세종대학교 조교수, 유튜브 ‘우주먼지의 현자타임즈’ 운영)

닐 디그래스 타이슨의 신간 《코스믹 쿼리》는 마치 아주 잘 짜인, 하나의 긴 코드를 따라 읽어 내려가는 기분이 든다. 그래서일까, 굉장히 트렌디하다. 한 줄 한 줄, 명확하고 명료하다. 그가 제시하는 간결한 키워드는 우리가 우주를 고민할 때 길을 잃고 방황하지 않게 만든다. 타이슨은 우리에게 대어로 만든 산해진미를 대접하는 대신, 우리가 직접 우주의 바닷속에서 대어를 낚을 수 있는 방법을 알려준다. 결국 중요한 것은 좋은 답을 많이 아는 것이 아니라, 좋은 질문을 스스로 만들어낼 수 있는 사람이라는 것을 그는 알고 있다.

인공지능이 되려고 하는 책은 많다. 특히 과학 분야에서는 더욱 그렇다. 온갖 정보와 멋들어진 이야기를 장황하게 들려주며 자신이 알고 있는 지식을 쏟아내는 책은 너무나 많다. 우리는 그러한 저자들의 비범함에 매료되기도 하지만, 한편으로는 벽을 느낀다. 그들이 들려주는 방대한 이야기 중에서 우리의 머릿속에 남는 건 많지 않다. 하지만 이 책은 저자 자신이 아닌, 독자를 인공지능처럼 대한다. 우리에게 자신의 답을 들려주는 게 아닌, 명료한 질문을 던진다. 타이슨은 아주 훌륭한 프롬프트 디자이너라는 생각이 든다. 어쩌면 수년간 트위터 헤비 유저로서 단련한 노하우가 이 책에서 폭발한 게 아닐까 하는 우스꽝스러운 생각도 해본다.

덕분에 우리는 타이슨이 이끄는 질문의 항로를 따라 명확하게 나아갈 수 있게 되었다. 인공지능이라도 된 것처럼, 우주에 대한 모든 답을 들려줄 수 있을 듯한 근거 없는 자신감이 솟구치는 기분이 든다.