우주의 끝을 찾아서

우주의 끝을 찾아서

이강환 지음

현암사 

현대의 우주론은 어떤 것인가? 빅뱅이론?

빅뱅이론에 도달하기까지 최근 천문학 혁명의 역사를 알고 싶다면 읽어봐야 할 책이다. 천문학 이론의 역사뿐만 아니라 천문학 관찰의 이론적, 실험적 배경까지 덤으로 알 수 있게 해준다.

1 가속 팽창하는 우주

1 우주의 비밀을 알고 싶어 하는 사람들

2 빈 공간에서 나오는 에너지?

2 우주의 거리는 어떻게 측정할까?

1 별까지의 거리를 구하다

2 표준 광원

3 커지는 우주

4 잘못된 거리 측정과 허블 상수

5 우리는 모두 별의 잔해

6 초신성과 별의 죽음

7 거리 측정의 열쇠, Ia형 초신성

3 우주 가속 팽창의 발견

1 초신성 탐색을 시작하다

2 '초신성 우주론 프로젝트 팀'의 구성

3 누가 더 좋은 망원경을 더 오래 사용하는가

4 초신성, 확실한 표준 광원이 되다

5 '높은 적색편이 초신성 탐색 팀'의 추격

6 더욱 정교해진 거리 측정 방법

8 초신성 우주론 프로젝트 팀의 앞선 성과들

9 감속 팽창하는 우주?

10 "안녕, 람다"

11 노벨상 공동 수상으로 끝난 두 팀의 경쟁

12 암흑물질과 우주의 줄다리기

4 우주는 정말 가속 팽창하는가?

1 검증대에 오른 Ia형 초신성

2 이상한 먼지들?

3 멀리 더 멀리

4 우주배경복사와 빅뱅 우주론

5 우주 탄생의 비밀을 간직한 우주배경복사

6 인플레이션 우주론, 빅뱅 이론의 한계를 해결하다

7 또 하나의 가속 팽창의 근거, 은하들의 분포도

8 우주의 미래, 그리고 암흑에너지의 정체는?

지은이 이강환은 천문학 박사이며 국립과천과학관에서 천문 관련 프로그램을 담당하고 있다.

아인슈타인의 일반상대성 이론으로 중력과 천체의 운동을 새롭게 기술할 수 있게 되었다. 아인슈타인 시대에는 우주가 변하지 않는다는 정상우주론이 지배적인 이론이었다. 이 책은 20세기 초의 정상우주론에서 우주가 정적이지 않고 심지어 초기의 큰 폭발에서 시작되었다는 지굼의 표준 빅뱅이론에 도달하기까지, 혁명적으로 변해 온 동적인 천문학의 발전과정에 대한 흥미진진한 이야기이다.

상대성 이론의 등장과 에드윈 허블이 우주가 팽창한다는 사실을 발견한 후에 지금의 우주는 대폭발에 의해 나타났다는 빅뱅 이론이 등장하게 된다. 우주배경복사의 발견으로 빅뱅 이론은 확고한 지위를 차지했고, 초기에 급격한 팽창이 이루어졌다는 급팽창 이론의 도입으로 이론의 약점을 수정해 왔다. 현재의 우주를 설명하는 표준이론은 급팽창을 포함하는 대폭발 이론이다.

빅뱅 이론에 의하면 우주의 팽창 속도는 점점 줄어든다. 이 예측을 실제 관측으로 증명하기 위한 경쟁이 시작되었다. 역설적이게도 관측의 결과는 우주는 감속 팽창이 아니라 점점 더 빠르게 공간이 늘어나는, 가속 팽창을 한다는 사실이었다. 이 관측의 결과는 노벨상 수상으로 이어졌지만 무엇이 이러한 가속 팽창을 일으키는 지는 아직 모른다. 이론 없는 관측으로만 노벨상이 수여된 것이다. 이 팽창을 일의킬 것으로 예상하는 암흑에너지의 정체를 알아내는 것이 21세기 천문학의 중요한 과제가 되었다.

겉으로 보기에 평화로운 우주지만 우주에 대한 우리의 인식과 이론은 지난 백년 동안 혁명적으로 변화해 왔다. 정적인 우주가 아닌 빅뱅 우주, 감속 팽창이 아닌 가속 팽창하는 우주, 암흑 물질의 존재와 암흑 에너지 등등, 인류가 이루어 낸 뛰어난 천문학의 성취와 동시에 해결해야 할 문제도 쌓여 있다. 이 책은 가속 팽창을 알아내게 된 연구에 대한 이야기와 실제 천문학이 사용하는 관측 방법을 동시에 설명하면서 천문학 연구의 맥락을 더욱 생생하게 전달해 준다.

현대의 우주론에 관심이 있는 사람이라면 우리나라 천문학자가 전해 주는 현대 우주론과 천문학 발견의 역사 이야기를 한 번 들어보자.