4퍼센트 우주

프롤로그

1장_ 눈에 보이는 것보다 많다
1_ 빛이 있으라
2_ 저 밖에는 무엇이 있을까
3_ 헤일로 선택

2장_ 어찌된 일인가
4_ 게임이 시작되다
5_ 진전 없는 나날
6_ 결코 끝나지 않는

3장_ 심부의 얼굴
7_ 편평한 우주 사회
8_ 반갑다, 람다
9_ 두 번 찾아온 이빨요정

4장_ 눈에 보이는 것보다 적다
10_ 밤비노의 저주
11_ 괴물
12_ 결정을 내려야만 한다

에필로그
감사의 글
인용 논문 및 저서
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이 새로운 우주에는 우리가 우주의 모든 것이라 믿었던 물질, 즉 여러분과 나, 그리고 내 컴퓨터와 저 모든 위성과 별과 은하들을 구성하는 물질이 아주 미량으로만 존재한다. 우주의 압도적인 대부분을 차지하는 나머지는… 누가 알겠는가?
우주론자들은 그것을 ‘암흑’이라 부른다. 그런 점에서 그것은 역사에서 궁극적인 의미론상의 굴복으로 받아들여질 수 있을 것이다. 이것은 거리상 멀거나 보이지 않는다는 의미에서의 암흑이 아니다. 블랙홀이나 깊숙한 우주에서와 같은 암흑도 아니다. 이것은 지금으로서는 그리고 어쩌면 영원히 알 수 없다는 미지로서의 암흑이다. 즉 암흑물질이라 부르는 신비한 23퍼센트의 무언가와, 암흑에너지라 부르는 훨씬 더 신비한 73퍼센트의 무언가가 그것이다. 그렇게 되면 우리 같은 물질은 4퍼센트만 남는다. 어떤 이론가가 대중 강연에서 즐겨 말하듯이, “우리는 그저 오염물질에 불과하다.” 우리와 우리가 우주로 생각해온 그 밖의 모든 것을 다 없애버려도 변화는 거의 없을 것이다. 그는 유쾌하게 이렇게 덧붙인다. “우리는 그야말로 있으나 마나 한 존재다”라고.

디키가 전쟁 뒤인 1940년대에 프린스턴 교수진에 합류할 무렵, 아인슈타인은 실험 물리학에서 기이한 이론을 펼친 것 못지않게 일상생활에서도 기이한 존재로 인식됐다. 그는 때로 꼭 노숙자 같은 몰골로 교수진 모임에 불쑥 들어오곤 했고, 군중 속의 젊은이들은 부스스 헝클어진 머리카락과 게슴츠레한 눈을 한참 동안 보고 나서야 그가 누군지 알아보곤 했다. 1954~1955년의 학기 동안, 디키는 하버드에서 안식년을 보내면서 일반상대성이론에 대해 다시 생각하게 되었다. (…) 그 뒤 몇 년에 걸쳐 그는 다양한 실험을 했다. 태양의 정확한 모양을 결정하기 위해 태양 앞에 차폐 원반들을 놓았는데, 이는 수성을 포함하는 태양계에서 태양이 사물에 미치는 중력적 영향에 그 모양이 영향을 미치기 때문이었다. 그는 또 달에 레이저를 쏘았다가 반사시켜 되돌아오는 시간을 이용하여 지구에서 달까지의 거리를 측정하기도 했다. 이렇게 하면 수성의 궤도가 뉴턴의 수학과 다른 것처럼, 달의 궤도도 아인슈타인의 수학과 다른지 여부를 알 수 있었다. 그는 별들의 화학적 조성을 이용해서 그 나이와 진화를 추적하기도 했다. 별들의 나이와 진화는 다시 우주의 나이와 진화를 추적하는 데 중요했고, 그것은 다시 원시 원자나 우주의 화구나 빅뱅, 즉 태초의 잔존 복사를 탐지하려는 시도와 관련되었다. 디키는 과연 어떤 우주이론이 빅뱅 특이점뿐 아니라 정상상태 우주론의 자발적인 물질생산을 피할 수 있을지 궁금했지만, 그는 일종의 절충안인
‘진동하는 우주oscillation universe’를 제안했다.

아인슈타인은 뉴턴의 중력 이론을 정교하게 조정했다. (…) 그는 1917년에 펴낸 <일반상대성이론에 대한 우주론적 고찰Cosmological Considerations on the General Theory of Relativity>이라는 논문에서, 무엇인지는 모르나 우주의 붕괴를 막고 있는 것을 표현하기 위해 자신의 방정식에 임시 인자, 즉 ‘현재로서는 미지수인’ 그리스 기호 람다(Λ)를 끼워 넣었다.
뉴턴처럼, 그도 저 무언가가 무엇일지에 대해서는 어떤 가정도 하지 않았다. 그것은 그저… 람다였다. 그러나 그러고 나서 10년쯤 뒤, 허블의 우주와 함께 이 붕괴 없는 수수께끼에 대한 뜻밖의 멋진 해답이 나왔다. 우주가 그 자체 무게 때문에 붕괴하지 않는 이유는 그것이 팽창하기 때문이라는 것이었다.