4시간 만에 끝내는 우주의 모든 것

머리말

1장 _ 지구에서 다중우주까지
태양, 별, 행성, 위성: 하늘에서 밝게 빛나는 천체들
혜성과 소행성: 우주로부터 오는 위험
은하, 은하군, 은하단: 무수히 많은 별들
암흑물질: 지배적이지만 불가사의한 것
무한한 우주

2장 _ 영원에서 영원으로
우주의 기원: 우주는 어떻게 탄생했을까?
은하탈주: 우주는 팽창한다
우주배경복사: 빅뱅의 메시지
빅뱅: 무엇이 폭발했나?
양자중력: 빅뱅 이전에 무슨 일이 일어났을까?
암흑에너지: 우주의 수수께끼

3장 _ 별의 일생
원소의 탄생: 우리 모두는 우주먼지다
별의 기나긴 일생: 원시성에서 초신성까지

4장 _ 거기 누구 없어요?
우주선 지구호: 우리의 고향 행성
우주생물학: 추측에서 정식 학문으로
외계 생명체는 존재하는가?

5장 _ 이 모든 것이 우연일까?
우리는 우주를 설명할 수 있는가?
생명친화적 우주?
계획인가 우연인가

옮긴이의 말
그림 출처
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우리 은하와 가장 가까운 은하는 안드로메다은하이다. 형태는 우리 은하와 흡사하지만 우리 은하보다 5배나 많은 별이 있다. 안드로메다은하에서 관찰한 우리 은하의 모습은 우리 은하에서 관찰한 안드로메다은하의 모습과 닮았을 것이다. 이 은하는 육안으로는 밤하늘의 희미한 점처럼 보인다. 지구에서 250만 광년 떨어져 있는 안드로메다은하는 우리가 육안으로 관찰할 수 있는 가장 멀리 떨어져 있는 천체이다. 우리가 오늘날 하늘에서 보는 안드로메다은하의 빛은 이미 250만 광년 전에 비추기 시작한 것이다. 이 시기라면 지구상에는 최초의 인류가 정착하기 시작하던 때다. 이렇듯 안드로메다은하는 지구의 과거와도 밀접한 관계가 있다.
무수히 많은 별들이 있는 안드로메다은하는 우리의 미래에도 영향을 미친다. 은하수 전체와 지구의 운명이 안드로메다은하와 관련이 있기 때문이다. 즉, 안드로메다은하는 은하수와 충돌 가능한 궤도선상에 놓여 있으며 초속 120킬로미터의 속도로 은하수를 향해 움직이고 있다. 이런 추세라면 약 20억 년 후에 서로 충돌할 가능성이 있다. 충돌 이전에 안드로메다는 그림 17에서도 볼 수 있듯이 하늘 전체를 차지하면서 웅장하고 장대한 위용을 드러낼 것이다.
이런 거대한 충돌은 과연 어떻게 일어나는 것일까? 이런 충돌은 파괴적인 과정이라기보다는 오히려 하나의 변형 과정으로 봐야 한다. 은하끼리의 이와 같은 충돌 과정에서는 놀랍게도 개별적인 별들의 충돌은 일어나지 않는다. 그 이유는 별들과 별들 사이의 거리에 비해 별은 너무나 작기 때문이다. 가령 태양이 오렌지 정도의 크기라고 가정하면 가장 가까운 다음 별은 수천 킬로미터나 떨어져 있는 셈이다. 은하들은 마치 유령 같은 안개처럼 서로 관통하게 될 것이다.
하나의 개별 은하 안에서는 은하 중심에서 작용하는 중력이 은하 밖으로 향하는 원심력과 균형을 이루게 된다. 그래서 별들이 은하의 중심을 따라서 거의 원에 가까운 모양으로 회전하는 것이다. 그렇다면 두 은하가 서로 접근한다면 다른 은하의 중력이 덧붙게 된다. 이렇게 되면 결국 태양과 지구가 속해 있는 우리 은하의 외곽은 마치 굴러가는 타이어에서 물방울이 튕겨 나가듯이 은하수에서 튕겨 나와 우주의 깊숙한 곳으로 내던져질 것이다. 그곳에서 지구는 외로운 존재로 남게 될 것이며 그곳 지구의 밤하늘에는 어떤 별도 보이지 않을 것이다. 이미 그때의 지구는 은하에 속해 있지 않을 것이기 때문이다. _45~46쪽

다음과 같은 상황을 한번 상상해보자. 아직 정리되지 않은 당신의 책상이 어느 날 갑자기 유럽 대륙만 한 크기로 팽창된 것이다. 팽창되기 이전에 당신 책상에 놓였던 물건들, 이를테면 볼펜, 연필, 종이쪽지, 책, 메모지 등은 팽창하면서 갑자기 서로 몇백 킬로미터나 멀어지게 된다. 그렇게 되면 당신의 거대해진 책상은 거대해지기 이전보다 더 정돈된 형태를 보일 것이다. 이와 마찬가지로 팽창한 우주는 보다 더 큰 질서를 보여준다. 인플레이션을 통해서 생겨난 질서는 은하단, 은하, 별, 행성, 그리고 생명과 같은 우주의 질서정연한 구조들을 만들어냈다. 그리고 이런 질서 상태가 생명이 탄생하는 데 필수불가결한 조건이 된다. _72~73쪽

우리 몸의 각종 장기와 조직 속에 있는 탄소, 뼈 안에 있는 칼슘, 피에 들어 있는 철분, 몸의 수분 속에 있는 산소 등과 같이 우리가 생명을 유지하는 데 필수적인 원소들은 모두 별에서 만들어졌다. 우리는 모두 결국 아주 오래된 과거 별의 유산이자 자손인 셈이다. 만일 당신이 사랑하는 사람에게 다가가 “당신은 나의 별이오!”라고 말한다면 그것은 아주 적절한 표현이다. 왜냐하면 우리는 실제로 모두 별들의 먼지로 구성되어 있는 존재이기 때문이다. _124~125쪽