세상은 어떻게 시작되었는가

서문

1부 가장 가까운 이웃
1장 태어나면서 이별하다
이웃의 바윗덩어리 | 순수한 광기 | 우리의 잃어버린 쌍둥이 | 위대한 모험
2장 행성 동물원
로봇 메신저 | 가족을 만나다 | 깊은 시간 | 우주의 당구 게임
3장 지구 밖 세계
별을 만지다 | 멀리 있는 세계의 발견 | 태양계 만들기 | 또 하나의 고향
4장 별들의 요람
우주의 가마솥 | 별이 태어나다 | 동물원 여행 | 현자의 돌
5장 어둠의 끝
빛의 도시 | 블랙홀 | 잃어버린 지평선 | 거대한 괴물

2부 멀리 있는 세계
6장 섬 우주
성운의 본질 | 나선 구조 | 나선은하 만들기 | 거기 누구 없나요?
7장 우주의 구조
우주의 팽창 | 우주 거대구조 | 암흑물질 | 타원은하 만들기
8장 핵의 위력
불만스러운 속삭임 | 중력엔진 | 동물원 방문 | 괴물 먹이기
9장 은하의 성장
존재하는 가장 빠른 것 | 거대한 유리 | 은하 만들기 | 빛과 그림자
10장 빛과 생명
최초의 빛 | 지평선 너머 | 최초의 생명 | 우리는 왜 여기에 있을까?

3부 우주 생명체를 찾아서
11장 빅뱅
파이어볼 | 창조의 순간에서 온 초단파 | 안개가 걷히다 | 정밀한 우주론
12장 백열
동틀 무렵의 피리 연주자 | 빅뱅이론의 검증 | 우주의 재료들 | 우주의 재창조
13장 아무것도 없기보다는 무언가 있는 것
물질이란 무엇인가? | 표준 모형 | 물질 만들기 | 정교한 조정의 흔적들
14장 통합과 인플레이션
빅뱅을 넘어서 | 대칭성 |인플레이션의 흔적 | 양자 우주
15장 다중우주
지식의 한계 | 모든 것의 이론 | 이웃의 우주 | 끝없는 창조
부록_ 사진 출처 | 주

달은 우리의 긴 여행에서 첫 번째 경유지다. 우주적인 관점에서 보면 달은 지구에서 던져진 돌멩이에 불과하다. 달에서 하늘을 보는 우주비행사들은 지구에서와 거의 똑같은 별자리들을 볼 것이다. 별들은 너무나 멀리 있기 때문에 바로 이웃에 있는 바윗덩어리에서 이들을 보는 것으로는 아무런 변화를 알아차릴 수 없다. 이것은 극장 맨 뒷자리에서 한 좌석 옆으로 옮기는 것과 비슷하다. 달은 너무나 익숙하고 로맨틱한 곳이지만 매우 삭막하고 이국적인 곳이다. 한 숨의 대기도 붙잡아둘 수 없을 정도로 작은 바위여서 표면은 충돌과 우주에서 오는 강력한 방사
선에 그대로 노출되어 있다. 이 금단의 영역은 불과 지구 둘레의 10배 떨어진 곳에 있다. 40만 킬로미터라는 거리는 그렇게 다른 세계로 느껴지지 않는다. 많은 사람들이 일생 동안 이 정도 거리는 날아다니고, 또 여행자들이나 사업가들은 몇 년에 한 번씩 날아다니는 거리다. 나도 20년 동안 이 정도 거리의 레저 여행은 다녔고 이제 지겨울 정도가 되었다. 하지만 대부분의 여행은 지구의 표면을 거의 벗어나지 못하고 지구의 강력한 중력에 묶여 있다. 1부 가장 가까운 이웃_ 1장 태어나면서 이별하다 p.21

허블 팽창은 모든 은하들 사이의 거리가 멀어지면서 우주가 점점 커지고 밀도가 낮아진다는 것을 의미한다. 결국 은하들은 늘어나는 고무에 붙어 있는 압정이나 팽창하는 풍선에 찍힌 점과 같은 것이다. 은하들 자체는 배경이 되는 시공간의 행동에 관계없이 독자적으로 존재하는 것처럼 보인다. 유일한 방법은 먼 거리에 있는 은하들을 관측하여 과거의 은하들이 지금의 은하들과 어떻게 다른지를 보는 것이다. 여기에서 중요한 것은 ‘지금’과 ‘과거’를 정의하는 것이다. 우주론의 원리는 우리가 3억 광년 이상 크기의 우주 공간을 볼 때 적용된다. 이것은 1억 개 정도의 은하들이 들어가는 공간이다. 이 우주의 표본에는 너무나 많은 은하들이 포함되어 있기 때문에 밝은 퀘이사와 같은 가장 드문 형태의 은하들도 포함될 것이다. 3억 광년 과거는 우주 나이의 2퍼센트밖에 되지 않기 때문에 이것은 지금, 혹은 적어도 최근으로 간주해야 한다. 만일 우주가 진화하지 않았다면 더 멀리 볼 필요가 없다. 똑같은 모습만 보게 될 것이기 때문이다. 2부 멀리 있는 세계_ 9장 은하의 성장 p.252

은하의 생성과 진화에 대한 패러다임은 우주가 부드럽게 시작되었다가 중력에 의해 덩어리진 곳이 생겼다는 것으로, 아래에서 위로 만들어진 구조다. 보통물질보다 암흑물질이 더 많기 때문에 운하의 생성은 암흑물질의 성질에 크게 의존한다. 우리는 우주의 이 주요 성분의 본질에 대해서 아무것도 모르기 때문에 우주론은 불확실할 수밖에 없다! 하지만 암흑물질 후보로 적당하지 않을 것을 제외한 후 마지막으로 남은 것은 기본적인 원자 구성 입자다. 이것은 우주의 초기 역사에서 빛보다 느리게 움직였기 때문에 물리학적인 표현으로는 ‘차가운’ 것으로 간주된다. 은하의 구조는 차가운 암흑물질에 의해 조각된 것이다. 보이지도 않고 어둠 속에 숨어서, 암흑물질은 부드러운 우주를 천천히 중력의 차이가 있는 곳으로 바꾸었다. 중력의 우물들은 시간이 지나면서 더 깊어지고 합쳐져 질량이 작은 ‘헤일로들’이 점점 질량이 큰 헤일로로 진화했다. 보통물질들은 암흑물질의 중력 우물로 끌려 들어와 모였다. 적당한 조건이 갖춰지면 이것은 은하로 만들어진다. 은하의 생성에 대한 우리의 지식은 아직 스케치 수준에 불과하다. 2부 멀리 있는 세계_ 9장 은하의 성장 pp.262~263