과학이론 20

머리말_ 001

Chapter 0 과학이론이란 무엇인가?
0-1 과학이론의 정체 _12
과학이론이란? / 이론을 제창한 과학자의 마음과 20세기의 분위기


Chapter 1 우주 : 시공간의 시작과 끝

1-1 우주 탄생의 이론_18
19세기까지의 우주관 / 아인슈타인의 한 걸음 / 허블 법칙
무(無)에서 탄생한 우주 / 네 가지 힘의 분리와 우주의 상전이
우주의 맑게 갬 / 제1세대 항성의 탄생

1-2 암흑물질과 암흑에너지가 지탱하는 우주_30
우주에서는 소수에 불과한 ‘물질’
우주 속에서 암흑물질이 맡은 역할 / 은하를 공전하는 항성의 비밀
우주의 계층 구조와 암흑물질 / 암흑에너지는 증가하는가?

1-3 우주의 종말 이론_40
변화하는 우주 / 우주의 끝 / 이윽고 수축으로 전환된다면
이대로 팽창이 계속된다면 / 가장 가능성이 높은 미래상
수소도 고갈된다

1-4 항성의 미래와 수명을 설명하는 이론_49
같은 소재에서 탄생하는 항성 / 항성은 집단으로 태어난다
항성의 색과 수명 / 항성의 진화와 최종 모습
항성을 지탱하는 힘 / 중성자별을 지탱하는 힘

1-5 블랙홀의 구조론_61
블랙홀의 구조 / 백색왜성, 중성자별, 블랙홀의 비교
블랙홀의 발견 / 은하 중심에 있는 거대한 블랙홀
특이점의 종류 / 블랙홀은 증발한다


Chapter 2 물리 : 힘과 물질의 근원 법칙

2-1 진화하는 소립자론_70
변해가는 소립자의 이미지
물질을 구성하는 소립자와 힘을 전달하는 소립자
양자ㆍ중성자의 구조와 원자핵의 이미지
중간자가 개척한 ‘장(場)’ 이론

2-2 아인슈타인의 상대성 이론_79
상대성 원리 / 광속은 변화하지 않는다 / 특수 상대성 이론
질량과 에너지의 등가성
중력을 가미한 일반 상대성 이론
중력 렌즈 / 중력과 시간의 관계

2-3 양자 가설에서 양자론으로_91
사실은 친근한 양자 역학 / 양자론을 향한 첫걸음
플랑크의 양자 가설과 아인슈타인의 광양자 가설
플랑크의 양자 가설에서 보어의 원자 모델로 / 전자의 파동성
슈뢰딩거 방정식으로 / 하이젠베르크의 불확정성 원리
‘상태의 중첩’과 ‘확률’의 세계

2-4 네 가지 힘과 대통일 이론_104
우주에 존재하는 네 가지 힘 / 소립자 크기의 물질에만 작용하는 힘
이론의 통일을 지향하다 / 통일장 이론을 향해

2-5 초끈 이론이 나타내는 것_113
만물은 끈으로 이루어져 있다 / 초끈 이론의 ‘초’란?
우주는 10차원? / 브레인이라는 막


Chapter 3 화학 : 원소를 만드는 연금술의 향연

3-1 원소의 기원론_122
모든 것은 원소로 구성되어 있다
우주에 두 번 있었던 핵융합의 타이밍
항성 내부에서 일어나고 있는 핵융합과 양자 터널 효과
초신성이 보여주는 연금술 / 우주 안의 물질 진화

3-2 전자 궤도와 원소 주기표_132
전자 궤도 / 전자 수에서 보이는 주기성 : 원소 주기표의 의미
전자가 채워지는 순서로 본 원소 주기표
각 전자 궤도의 이미지 / 특수한 탄소의 사례

3-3 양자 화학이 바꾸는 화학의 세계_143
좀 더 정확한 전자 궤도의 이미지 / 전자구름이 결정하는 원자의 크기
수소가 이원자 분자가 되는 이유 / 양자론이 개척한 ‘양자 화학’


Chapter 4 지구 : 대지의 과거 · 현재 · 미래

4-1 지진과 화산을 설명하는 판 구조론_154
대륙 이동설에서 판 구조론으로 / 지구의 구조와 전달되는 열
일본과 지진의 끊을 수 없는 관계 / 부가체와 일본의 탄생
화산이 생기는 장소

4-2 달은 행성의 충돌로 만들어졌다는 가설_164
달이 지구에 미친 영향 / 과거의 학설 / 거대 충돌설
달이 2개 있었을지도 모른다는 설
다른 행성과 위성의 상황을 설명하는 힌트인가?

4-3 기후 변화와 지구 온난화의 이론_174
에너지 흡수가 결정하는 지구의 평균 기온
기후 변화에 관여하는 요인
대기 중의 온실가스는 급격히 증가하고 있다
지구 온난화의 향방
· 은하에서 오는 우주선은 한랭화에 영향을 주는가?


Chapter 5 생물 : 생명의 기원과 진화

5-1 생명의 기원_186
‘생명의 근원’은 어디에서 왔을까?
오른쪽이냐 왼쪽이냐
원편광과 L형 아미노산의 관계 / 저온의 화학 공장
지구에 떨어지는 혜성에서 유래한 유기물
해저의 열수 분출구 근처에서

5-2 생물의 기본 원리_196
진행 중인 게놈 해석 / 생물의 조건 / 분자 생물학의 확립
생명의 설계도 / 진화와 쓰레기 DNA

5-3 대량 멸종과 진화 이론_205
변화하는 지구 / 대량 멸종은 하극상의 기회
공룡의 멸종이 포유류와 조류의 번성을 불렀다
멸종과 진화 / 조류가 가르쳐준 것

5-4 인류 진화론 : 분화, 공존, 교배_214
우리는 누구인가? / 포유류는 공룡과 거의 같은 시기에 탄생했다
영장류화 : 인류의 선조는 나무 위에서 진화했다
진화는 대지구대의 동쪽과 서쪽에서 각기 다르게 진행되었다?
아프리카를 벗어나다 : 아프리카 단일 기원설 / 공존하는 인류
네안데르탈인의 유전자

참고 문헌_226
찾아보기_227

과학이론이란 과학의 어떤 분야·대상에 관한 이론의 집대성을 말한다.