그림으로 이해하는 우주과학사

* 별이 빛나는 밤하늘을 바라보며 상상의 나래를 펼치다

제1장 근대 우주론의 시초와 발전

프톨레마이오스
천동설 - 움직이지 않는 지구 주위를 도는 우주
코페르니쿠스
역행 현상 - 천동설로 설명할 수 없는 우주의 역행 현상
코페르니쿠스, 갈릴레이
지동설 - 코페르니쿠스적 전환의 시작
케플러
케플러의 법칙 - 혹성은 타원 궤도를 그리며 움직인다
뉴턴
관성의 법칙 - 외부에서 힘이 가해지지 않는 한 물체는 현 상태를 유지한다
가속도의 법칙 - 가속도는 힘에 비례하고 질량에 반비례한다
작용 반작용의 법칙 - 가해진 힘의 반대방향으로 같은 힘이 작용한다
만유인력의 법칙 1 - 왜 사과는 나무에서 떨어질까?
만유인력의 법칙 2 - 지구와 천체 사이의 보이지 않는 끈
만유인력의 법칙 3 - 두 천체의 움직임으로 천체의 질량의 비를 구한다
만유인력의 법칙 4 - 만유인력의 법칙으로 케플러의 법칙을 이끌어내다
만유인력의 법칙 5 - 우주는 무한하다
절대시간, 절대공간 - 불변하는 시간과 공간
마이컬슨과 몰리
에테르 - 빛을 전달하는 매개물질
로렌츠
로렌츠 변환 - 운동하는 물체는 수축한다
아인슈타인
광속 불변의 법칙 - 빛의 속도가 불변의 척도다
상대적 시간 - 관측자의 입장에 따라 달라지는 시간
공간 수축 - 초고속 운동체는 수축한다
시간 수축 - 시간의 흐름이 느려지는 초고속 세계
E = mc2 - 질량과 에너지는 같다
등가원리 - 중력과 관성력은 동등하다
휜 공간 - 빛으로 휜 공간을 검증한다
4차원 시공 1 - 끊임없이 왜곡되고 변형되는 세계
4차원 시공 2 - 리만기하학으로 구현된 시공 4차원
휘어진 중력장 1 - 휘어진 중력장이 천체의 운동을 초래한다
휘어진 중력장 2 - 빛도 휘게 하는 중력장의 힘
휘어진 중력장 3 - 수성의 근일점 오차 증명
슈바르츠실트의 해 - 중력장 방정식에 숨어 있는 세계

제2장 우주는 팽창하고 있는가, 수축하고 있는가

아인슈타인
정상우주 - 우주는 정지해 있다
우주항 - 척력을 나타내는 변수 람다
프리드만
프리드만 우주 1 - 우주항은 불필요하다
프리드먼 우주 2 - 닫힌 우주, 평탄한 우주, 열린 우주
* 항성거리 측정법
연주시차에 의한 거리 측정/별의 색깔에 의한 거리 측정/케페우스형 변광성에 의한 거리 측정/은하 안의 가장 밝은 별을 이용한 거리 측정
허블
스펙트럼 밴드 - 빛의 띠를 이용한 파장 분석
도플러 효과 - 움직이는 광원의 스펙트럼은 어긋난다
스펙트럼 적색이동 - 엄청난 에너지를 빼앗는 중력
우주팽창설 - 모든 천체는 서로 멀어져가고 있다
우주의 지평선 - 허블의 법칙을 이용한 우주의 거리 추정
허블시간 - 허블상수의 역수는 과거로의 이정표
샌디지
감속 매개변수 - 열린 우주인가 닫힌 우주인가
르메트르
우주 원자 기원설 - 우주는 최초에 1개의 작은 원자였다
가모브
빅뱅 이론 1 - 원시우주는 초고온 상태의 불덩어리였다
빅뱅 이론 2 - 우주의 체적은 무한히 제로에 가까웠다?
펜지어스와 윌슨
우주배경복사 - 그것은 갓 태어난 어린 우주의 자장가였다
겔러
거품구조 - 거품 상태로 조직된 집합체의 수수께끼
루빈
암흑물질 - 중력을 통해서만 존재를 인식할 수 있는 물질
* 빅뱅은 입증되었지만 여전히 남아 있는 3가지 문제

제3장 매크로 세계에서 마이크로 세계로

플랑크
양자가설 - 주파수에 비례하는 불연속적 에너지
하이젠베르크
양자역학 - 시간과 공간이 분리되지 않은 세계
불확정성 원리 - ‘정확성’이 무의미해지는 초마이크로 세계
슈뢰딩거
슈뢰딩거의 고양이 - 사건은 관측을 통해 비로소 확정된다
슈뢰딩거 방정식 - 양자론의 세계에 절대는 없다
겔만
쿼크 1 - 세상을 구성하는 기본 입자
쿼크 2 - 핵자의 근원 쿼크와 글루온
켄들
양자색역학 - 쿼크에도 세대와 색깔이 있다
라인스
뉴트리노 - 우주를 구성하는 또 다른 기본 입자
* 게이지 입자
* 소립자의 분류
* 우주에 존재하는 4가지 힘
바일
통일장이론 - 우주의 4가지 힘은 본래 하나다
와인버그―살람
전약통일이론 - 약력과 전자기력을 통일적으로 기술하다
글래쇼
대통일이론 - 전약통일이론에서 대통일이론으로
슈바르츠
초끈이론 - 자유자재로 변환하는 끈 모양 소립자
괴델
불완전성 정리 - 첨단 우주론은 전위적 현대시다
* 초대통일이론을 향하여
* 우주사 연표

제4장 우주의 생성과 우주론의 최전선

비렌킨
비렌킨의 무(無) - 물질도 에너지도 시간도 공간도 존재하지 않았다
0점 진동 - 플러스 에너지와 마이너스 에너지의 줄다리기
터널 효과 - 터널효과에 의해 탄생한 우주
원시우주 - 방대한 진공에너지가 응축된 원시우주
우주끈 - 잠재에너지를 감춘 오랜된 진공끈
호킹
블랙홀 증발설 - 에너지를 방출하는 블랙홀
특이점 정리 - 우주의 근원을 밝히기 위해 한계에 도전하다
무경계설 - 난해한 허시간의 세계
허시간 우주 1 - 5개의 축을 갖는 5차원 공간
허시간 우주 2 - 호킹의 무경계 우주 모델
허시간 우주 3 - 원시우주의 출현과 인플레이션
구스
인플레이션 1 - 진공 상전이가 인플레이션을 낳는다
인플레이션 2 - 우주사의 전망을 넓히다
난부 요이치로
진공 상전이 - 과냉각된 진공 상전이가 빅뱅을 불러일으켰다
* 빅뱅 이후
물질을 낳은 CP 대칭성 균열/모습을 드러낸 중성미자의 바다/드디어 자유전자를 붙잡은 원자핵/98 은하와 은하단의 형성/우주 최초의 천체 퀘이사 탄생/항성의 탄생과 일생/137억 년의 드라마/우주의 운명은 암흑물질에 달려 있다/우주의 종언/최신 연구에 기초한 우주의 미래상/우리 인류는 우주의 고아인가