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《우주에 관한 거의 모든 것》은 빅뱅부터 암흑 에너지에 의해 텅 빈 공간이 되기까지, 우주의 일생을 제한적인 단어 사용과 드라마틱한 스토리텔링으로 쉽게 풀어낸 책이다. 연구대학으로 유명한 영국의 임페리얼 칼리지 런던 소속의 젊은 우주학자 로베르토 트로타가 대중에게 가장 쉽게 우주물리학의 최신 성과를 알려주기 위해 한 가지 대담한 실험을 한다. 바로 일상적으로 쓰이는 1,000개의 단어만을 사용해 우주의 기원인 빅뱅부터 우주의 비밀을 밝히는 암흑물질, 그리고 이 암흑물질을 발견하기 위해 연구하다가 찾아낸 힉스입자까지, 최신 우주이론을 두루 설명한 책을 쓴 것이다. 《우주에 관한 거의 모든 것》은 어렸을 적부터 사물의 원리를 알고 싶어하고 ‘왜?’라는 질문을 끊임없이 하던 ‘여자’가 과학자가 되어 거대망원경이 있는 천문대를 찾아오는 이야기로 시작되는 스토리텔링 형식을 띄고 있다.

우주, 이보다 더 쉽게 설명할 수는 없다
어렵게만 생각했던 우주의 기원과 실체에 대해 전문용어가 아닌 일상 언어로 설명해낸 이 책은
전 세계의 과학자들과 일반 독자들을 열광시켰다. 물리학에 관한 기본 지식이 없더라도
아인슈타인의 상대성 이론에서부터 힉스 입자의 발견까지, 빅뱅에서부터 암흑물질까지
절로 고개를 끄덕이게 만드는 가장 쉬운 천체물리학을 소개한다.

ㆍ 이 책의 특징
어렸을 적에는 우주를 나는 로봇, 다른 별에서 찾아온 소녀 등을 소재로 한 공상과학만화를 보면서 더 넓은 세계를 꿈꾸고 상상했던 우리는 커가면서 그 세계가 점점 좁아지는 것을 경험해왔다. 우주에서 지구로, 지구에서 우리나라로, 우리나라에서도 지역으로, 그리고 일과 가정에 너무 몰두한 나머지 어른이 된 후의 세계는 직장과 집밖에 없는 사람들도 있다.
하지만 어느 시점인지 분명하지는 않더라도, 미래에 세계는 분명 지구를 넘어 우주로 진출할 것이다. 한계가 있는 자원과 점점 심각해져가는 기후 문제 등으로 인해 선진국 가운데 일부는 벌써 달에 있는 자원을 선점하기 위한 계획을 추진하고 있고, 민간 기업은 우주여행을 본격적으로 준비 중이다.
미래를 열심히 준비해도 부족한 때에 우리나라는 유독 순수과학에 대한 관심도가 낮다는 점이 아쉽다. 당장 먹고사는 데 도움이 안 되는 점도 있거니와 상대성이론이나 빅뱅이론, 다중우주 같은 이야기들이 나오면 너무 어려워서 슬금슬금 뒤로 물러서는 사람이 태반이다.
《우주에 관한 거의 모든 것》은 이런 초보자들을 위해 나온 책이다. 연구대학으로 유명한 영국의 임페리얼 칼리지 런던 소속의 젊은 우주학자 로베르토 트로타는 대중에게 가장 쉽게 우주물리학의 최신 성과를 알려주기 위해 한 가지 대담한 실험을 한다. 바로 일상적으로 쓰이는 1,000개의 단어만을 사용해 우주의 기원인 빅뱅부터 우주의 비밀을 밝히는 암흑물질, 그리고 이 암흑물질을 발견하기 위해 연구하다가 찾아낸 힉스입자까지, 최신 우주이론을 두루 설명한 책을 쓴 것이다.
이 책은 복잡하고 어려운 과학 이론은 전문적이고 어려운 단어를 사용해서 기술할 수밖에 없다는 사회적 통념을 넘어섰다는 점에서 학계와 대중에게 많은 찬사를 받았다.

▶제한적인 단어 사용, 드라마틱한 스토리텔링으로 가장 쉬운 우주학 책 완성
《우주에 관한 거의 모든 것》은 어렸을 적부터 사물의 원리를 알고 싶어하고 ‘왜?’라는 질문을 끊임없이 하던 ‘여자’가 과학자가 되어 거대망원경이 있는 천문대를 찾아오는 이야기로 시작되는 스토리텔링 형식을 띄고 있다.
여자는 암흑물질을 발견하기 위해 천문대에 왔으며, 암흑물질이라는 존재에 대한 의문이 생기기까지 천문학계가 걸어온 길을 독백처럼 이야기한다.
우선은 가장 잘 보이면서 하늘에서 일정한 움직임을 보이는 별자리와 달리 이상한 움직임을 보이는 별들, 즉 태양계의 행성들에 관해 다룬다. 태양계보다 더 멀리 떨어져서 천체망원경으로도 보이지 않는 별들까지 합치면 세상에 얼마나 많은 별들이 있는지 이야기하다가 ‘우주는 얼마나 넓을까?’ ‘우주에 과연 끝이 있을까?’라는 질문도 던진다. 평범한 사람들도 한 번쯤은 해보았을 질문이다. 여기에 얼마 전 영화 《인터스텔라》의 설정에도 사용된 아인슈타인의 ‘시공간(빛의 속도로 날아갈 때 시간이 느려진다는, 시간과 공간이 결합한 개념)’의 개념을 설명하고 상대성이론도 덧붙인다. 단순히 달이 태양을 가리는 현상이라고만 알고 있던 일식에서 과학자들이 시공간의 실재를 증명했다는 설명이 나오는 부분은 놀랍고 신기하기까지 하다.

▶빅뱅부터 암흑 에너지에 의해 텅 빈 공간이 되기까지, 우주의 일생
이 책의 매우 독특하고도 친절한 설명 방식에 익숙해질 때쯤 저자는 최근 천문학계에서 가장 뜨거운 이슈인 암흑물질과 암흑 에너지의 설명을 시도한다. 우주의 움직임, 우주의 팽창 방식 등에는 우리가 알고 있는 상식(인력, 원심력 등)으로 설명할 수 없는 미스터리가 많다. 이를 해결하기 위해 과학자들은 이론으로 정립된 암흑물질과 암흑 에너지의 존재를 예견했다. 그리고 그 존재를 증명하기 위해 과학계는 지금도 연구를 이어가고 있다. 암흑물질과 암흑 에너지의 정체가 밝혀지면 우주의 탄생과 성장, 그 시작과 끝의 비밀도 어느 정도 밝혀질것이다.
짧은 시간을 사는 인간이기에 우리가 사는 동안 암흑물질과 암흑 에너지가 우주를 삶에 영향을 미치도록 크게 변화시키지는 않겠지만, 각각 어떤 힘을 가지고 우주를 변화시키고 있는 이 두 물질은 결국 우주를 무한대로 팽창시킬 것이다. 우주가 계속 넓어져 우리 눈에 보이던 별들이 밀려나면서 사라지고 결국에는 우주에 어두운 침묵 외에 아무것도 남지 않게 될 것이라고 저자는 이야기한다.
이렇게 우주의 일생에 대해 들려준 저자는 마지막으로 재미있는 이야기를 하나 더한다. 바로 다중우주이론이다. 과연 우주에 우리 우주뿐일까? 다중우주에 관해서는 아직 증명된 것이 없다. 하지만 성운이나 시공간, 암흑물질, 암흑 에너지가 처음 등장했을 때는 다중우주처럼 말도 안 되는 헛소리로 치부되었다. 그러던 것들이 지금 과학자의 노력에 의해 하나하나 밝혀진 것처럼, 다중우주도 그저 공상과학의 이야기만은 아니라는 것이 저자의 마지막 전언이다.

▶멀어진 순수과학과 우주에 관한 호기심을 다시 불러일으키다
이렇게 행성에서부터 다중우주까지 저자는 우주에 관한 많은 이야기를 가장 쉽게 전하기 위해 일반적으로 쓰이는 용어만을 사용해 설명하고 있다.
예를 들어 태양계 행성은 ‘비정상적인 별(별들이 다른 별처럼 계절에 따라 일정하게 이동하는 게 아니라 비정상적인 움직임을 보인다는 뜻)’ 외계행성은 ‘멀리 있는 행성’ 유럽입자물리연구소에 있는 대형강입자충돌기는 ‘커다란 고리형 시설’이라고 쓰고 있다. 다만 이 책을 번역할 때 너무 일상적인 단어로만 쓸 경우 오히려 이해하기 어려워지는 점을 고려해서 실제로 언론 등에서 사용하는 단어로 번역하되 저자의 의도를 충분히 살리려고 애썼다.
언뜻 우리와는 아무 관계도 없을 것 같지만 우주의 탄생은 지구 및 인류의 기원과도 연관이 있고 우주의 종말 역시 인류와 관계가 있다. 따라서 엄밀하게 천문학은 우리 삶과도 관련이 있다고 할 수 있다. 우주공간으로 진출하는 경쟁은 냉전의 종말과 함께 한풀 꺾였지만, 우주 자원 개발, 외계생명체와의 교신 등 인류는 여전히 우주로의 진출을 미래의 일부로 보고 있다. 따라서 우리 역시 우주에 관심을 가져야 한다. 그러기 위해서는 계속되는 우주의 발견을 알고 있어야 하며 어린 학생들에게는 우주에 관한 호기심을 충족시켜주고 성인들에게는 어렸을 적 가졌던 우주에 관한 관심을 되돌려줄 필요가 있다. 《우주에 관한 거의 모든 것》이 그 역할을 해줄 수 있을 것으로 기대한다.

네이처Nature
우주와 우리의 근원에 관한 특별한 이야기를 한 사람이 대중을 상대로 이해시키는 것은 쉬운 일이 아니다. 그렇지만 우리 모두를 결속시키는 이야기이기 때문에, 가능한 한 많은 사람들을 도달할 수 있도록 다양한 방법으로 이야기하는 것이 중요하다. 이 책은 즐겁고 독창적이며, 생각을 자극해준다.

마이크 홉슨Mike Hobson(케임브리지대 천체물리학 교수)
하나의 그림이 1,000단어의 가치가 있다는 말이 있다. 하지만 이 독특한 책은 1,000개의 가장 일반적으로 사용되는 단어를 통해 우리 우주의 이야기를 멋지고 생생한 그림으로 그려내 오래된 격언에 반전을 선사한다. 이 책은 빅뱅, 암흑물질, 암흑 에너지, 힉스 보손 등을 포함해 우주의 비밀에 접근할 수 있도록 설득력 있는 이야기를 담고 있다. 또한 이 모든 것을 우리가 이해할 수 있도록 하는 매너를 갖추고 있다. 《우주에 관한 거의 모든 것》은 우리 우주, 저 하늘의 끝부터 그 너머까지에 대해 관심이 있고, 알고 싶어 하는 모든 사람들이 꼭 읽었으면 하는 책이다.

마틴 핸드리Martin Hendry(글래스고 대학교 천문학 교수)
《우주에 관한 거의 모든 것》은 복잡한 과학적 사상은 복잡한 언어를 사용해서 기술할 수밖에 없다는 사회적 통념을 넘어선 매력적인 책이다. 로베르토 트로타는 1,000개의 가장 일반적인 단어를 사용하면서도 과학적 설명의 명확도와 세부사항에 대해 전혀 타협하지 않은 채, 천체물리학 및 우주론 분야의 최신 발견을 설명하고 있다. 이 책은 전 연령의 어린이들이 읽기 적합하게 만들어졌을 뿐 아니라, 누구나 호기심 많은 아이처럼 우주의 신비에 접근할 수 있게 해준다.

로라 바우디스 Laura Baudis(취리히 대학교 물리학 교수)
이 책을 읽기 전에 우리 우주에 대해 잘 알고 있다고 말해본 적이 있는가? 하지만 이 책을 읽은 뒤에는 우리가 흔히 접할 수 있는 익숙한 사례를 통해 우주의 필수 구성 요소인 암흑물질과 암흑 에너지의 정체에 한 걸음 다가설 수 있을 것이다. 드물게 솔직하고 친절한 설명으로, 하나의 점에서 시작된 빅뱅부터 현재에 이르기까지 우리 우주의 이야기를 기록함으로써 로베르토 트로타는 우주의 답을 찾아가는 조예 깊은 모험으로 독자를 안내한다. 이 모험에서 짜릿하면서도 동시에 스스로를 겸손하게 만드는 경험도 전달한다.

피직스 월드Physics World
이 책의 아이디어는 우리가 우리 세계에 대해 알고 있는 모든 것을 1,000개의 단어만 가지고 설명한다는 것. 이 작업은 생각보다 아주 어렵다. 왜냐면 사람들이 우리 세계를 공부하기 위해 사용하는 단어들은 보통 사람들이 자주 사용하지 않는 단어이기 때문이다.

이 책에 쏟아진 전 세계의 찬사
감수의 글
이 책을 읽기 전에 알아야할 중요한 사실
저자의 자기소개
1부-첫날 밤
2부-비정상인 별들
3부-더 넓은 공간
4부-빅뱅
5부-암흑 비
6부-어둠의 속삭임
7부-죽어가는 별
8부-암흑 에너지
9부-우주에는 우리 우주뿐인가
10부-태양이 뜰 때
용어 설명

멀리 있는 행성들은 그다지 밝지 않아서 아무리 큰 망원경을 써도 볼 수가 없었기 때문이다. 그런 행성들은 훨씬 더 크고 밝은 별 주위를 도는 작은 빛의 점처럼 보였다. 별에서 나오는 빛은 행성들보다 훨씬 밝아서 행성들을 사라지게 한다.
하지만 과학자들은 (눈에 보이지 않더라도) 멀리 있는 별 주위에 행성이 돌고 있는지 알아낼 방법을 찾았다.
과학자들은 별 앞으로 조그만 행성이 지나가면 별의 밝기가 약간 어두워진다는 사실을 깨달았다. 그래서 별에서 나오는 빛의 밝기가 조금 달라지는 것을 보고 주변에 행성이 돌고 있는 것을 알 수 있었다. (41-42쪽)

아인슈타인은 먼저 ‘내가 빛처럼 빠르게 날고 있는데 누군가가 나를 향해 다가온다면 어떻게 보일까’라는 질문을 해보았다. 그리고 답이 아주 이상하다는 사실을 알았다. 상대방이 가만히 있느냐, 혹은 빛처럼 빠르게 움직이느냐는 전혀 문제되지 않았다. 상대방은 언제나 빛처럼 빠르게 다가오는 것처럼 보였다. 이것은 우리가 자동차를 타고 가면서 다른 자동차와 가까워질 때와는 전혀 다른 결과였다. 자동차의 경우 상대방의 자동차가 얼마나 빠르냐에 따라 그 차는 움직이는 것처럼 보일 수도 있고 움직이지 않는 것처럼 보일 수도 있다.
아인슈타인은 빛에는 다른 사물들에 적용되는 원칙이 적용되지 않는다는 사실을 알고 있었다. 몇 해 전에 마이컬슨과 몰리라는 두 과학자가 움직이는 거울과 멈춰 있는 거울을 향해 날아가는 빛의 속도를 측정했는데, 거울이 움직이든 멈춰 있든 빛이 거울까지 도달했다가 되돌아오는 시간이 언제나 같다는 사실을 발견했기 때문이다.
시간과 공간에 대해 늘 가지고 있던 생각으로는 이런 현상을 설명할 수가 없었다. 그래서 아인슈타인은 시간과 공간이 합쳐져 그가 ‘시공간’이라고 부르는 완전히 새로운 것이 되어야 한다고 했다. 이 시공간이라는 아이디어 덕분에 아인슈타인은 빛의 속도에 가깝게 날아갈 경우 시간이 느려진다는 것과, 가고 있는 방향으로 팔 길이가 더 짧아 보인다는 것을 알아낼 수 있었다. (50-51쪽)

그게 무엇이었든 간에 우주를 그렇게 순식간에 확대시킨 ‘그것’은 빅뱅이 일어나고 채 1초도 훨씬 못 되는 시간에 사라져버렸다. 그리고 빛을 비롯한 오만 가지 물질의 아주 작은 입자들이 태어났다.
처음에 소립자들은 모두 아주 뜨거웠고 빠르게 움직였다. 거의 모든 소립자 주위에는 반물질 입자들이 날아다녔고, 서로 만나면 결합해서 순식간에 사라졌다. 실제로 이상한 일이 벌어지지 않았다면 입자들은 모두 사라지고 오직 빛만 남았을 것이다.
오늘날 중국 인구만큼이나 많은 수의 소립자를 한번 생각해보자. 소립자는 모두 각각 짝이 되는 반물질을 갖고 있는데 그 반물질을 찾아내면 둘 다 사라져버렸다.
그런데 예외가 있었다.
오늘날 우리 주변에 보이는 모든 것은 그 예외, 다시 말해 반물질을 갖고 있지 않아서 죽음의 결합을 피할 수 있었던 몇 안 되는 입자로 이루어져 있다. (67쪽)

은하의 중심부에서 멀리 떨어진 별들은 느려질 수밖에 없다. 움직임의 속도가 안쪽의 별과 같았다가는 당기는 힘이 약한 탓에 그 자리를 지키지 못하고 튕겨나가 버릴 테니 말이다.
하지만 루빈은 거대망원경을 이용해 실제로는 중심부에서 먼 별들도 중심부에 가까운 별들만큼이나 빠르게 움직이고 있다는 사실을 확인했다. 도저히 불가능한 일이었지만 이후로도 이런 모습은 계속해서 관찰되고 있다.
그렇다면 이를 설명할 방법은 두 가지뿐이다.
첫째, 별들이 서로 당기는 힘이 뉴턴이나 아인슈타인의 생각과는 다르게 작용하는 것이다. 그렇다면 우리는 무거운 물체가 서로 멀리 떨어져 있을 때 작용하는 인력에 대해 다시 생각해봐야 한다.
하지만 그렇게 되면 우리는 아인슈타인의 시공간에 관한 아이디어까지 바꿔야 하는데, 우리는 이미 다양한 방식으로 자세히 확인한 결과 아인슈타인이 옳다는 것도 알고 있다.
둘째, 먼 우주에는 우리 눈에 보이는 것보다 훨씬 더 많은 물질이 있다고 상상해보는 것이다. 우리 눈에 보이는 보통의 별들이 만들어내는 인력 외에, 보이지 않는 암흑 속에 존재하는 그 물질도 인력을 갖고 있다고 말이다.
은하의 중심부에서 멀리 떨어진 별들이 그렇게 빨리 움직일 수 있는 것은 그 암흑물질에서 나오는 인력 때문일 것이다. 암흑물질의 인력이 별들을 그곳에 붙잡아두는 것이다.
이로써 갑자기 하늘에는 그 누구도 상상하지 못했던, 훨씬 더 많은 물질이 존재하게 되었다 (79-80쪽)

아인슈타인은 물질의 인력에 정확히 반대로 작용하는, 완전히 새로운 어떤 것을 만들어냈는데 그게 바로 ‘암흑 에너지’였다. …암흑 에너지는 계속해서 물체들을 서로 멀어지게 만들 것이다.
우주가 커지면 커질수록, 빈 공간은 더욱 늘어날 테고 암흑 에너지도 더 많아질 것이다. 그렇게 되면 우주는 점점 더 빠르게 커질 것이다. 계속해서 언제까지나 말이다.
암흑 에너지를 막을 방도는 없다.
은하들은 모두 점점 더 빠르게 우리에게서 멀어지다가, 오랜 세월이 지나 어느 시점이 되면 더 이상 우리 눈에 보이지 않게 될 것이다. 은하들이 너무 멀어져서 그 빛이 우리에게 닿을 수 없을 것이다.
별들은 죽고 은하들은 불이 꺼질 것이다.
우주는 더더욱 커져서 완전히 텅 비어버릴 것이다.
어두운 침묵 말고는 아무것도 남지 않을 것이다. (117, 122-123쪽)