우주를 계산하다

프롤로그

01 먼 거리에서 끌어당기는 힘: 우주를 지배하는 중력의 법칙
02 태양 성운의 붕괴: 태양계의 탄생
03 특이한 달: 달의 탄생
04 시계 장치 우주: 티티우스-보데의 법칙
05 하늘의 경찰: 소행성 발견 이야기
06 자기 자식들을 집어삼킨 행성: 토성 고리의 비밀
07 코시모의 별들: 위성의 궤도와 라플라스 공명
08 혜성은 어디에서 날아오는가: 혜성의 기원
09 우주의 카오스: 카오스 동역학
10 행성 간 슈퍼고속도로: 호만 타원과 라그랑주점
11 거대한 불덩어리: 분광학과 별의 진화
12 거대한 하늘의 강: 은하의 구조와 나선팔
13 외계 세계들: 외계 행성 탐사
14 어두운 별들: 블랙홀과 일반 상대성 이론
15 실타래와 거대 공동: 우주의 기하학
16 우주 알: 빅뱅과 우주의 팽창
17 대폭발: 인플레이션과 암흑 에너지
18 어두운 면: 암흑 물질
19 우리 우주 밖의 우주: 기본 상수와 다중 우주

에필로그
후주와 참고 문헌
단위와 용어
사진과 일러스트레이션 출처
찾아보기

우주 탐사는 기초 과학이다. 대부분의 사람들은 행성들에서 새로 발견되는 사실에 큰 흥미를 느끼지만, 어떤 사람들은 자신의 세금이 더 현실적인 일에 쓰이길 원한다. 하지만 우주 탐사는 일상생활에도 도움을 주는데, 중력을 통해 상호 작용하는 천체들의 정확한 수학 모형을 만드는 능력이 인공위성 기술과 결합해 놀라운 발명품이 많이 탄생했다. 위성 방송, 매우 효율적인 국제 전화망, 기상 위성, 태양의 자기 폭풍을 감시하는 위성, 환경을 감시하고 지구의 지도를 작성하는 위성 등이 그런 예이다.
이전 세대들은 이런 업적에 경탄을 금치 못할 것이다. 1930년대까지만 해도 사람이 달을 밟을 것이라고 생각한 사람은 거의 없었다. 하지만 우리는 안 된다고 말하는 사람들의 주장에도 불구하고 달에 가는 데 성공했다. 지금까지 우리는 지구 부근의 우주 지역을 탐사하는 데 그쳤는데, 이것은 광대한 전체 우주에 비하면 그야말로 아무것도 아니다. 우리는 아직 다른 행성을 밟지 못했고, 가장 가까운 별에 가는 것은 아예 생각조차 못 하고 있다. 믿을 만한 우주선을 만든다 하더라도, 기존의 기술을 사용해 그곳까지 가려면 수백 년이 걸릴 것이다. 하지만 우리는 포기하지 않고 꾸준히 나아가고 있다.
- <프롤로그> 중에서

밤하늘에는 별들의 밝은 빛이 도처에 점처럼 흩어져 있지만, 불규칙한 모양의 널따란 빛의 띠가 전체 하늘을 가로지르면서 지나가는데, 이것은 빛나는 점들이 모여 있는 것이라기보다는 하나의 강처럼 보인다. 실제로 고대 이집트인은 은하수를 나일 강에 대응하는 하늘의 강이라고 보았다. 오늘날에도 은하수는 영어로 ‘젖의 길’이라는 뜻으로 ‘밀키 웨이Milky Way’라고 불리는데, 은하수의 불가사의한 형태를 반영한 이름이다. 천문학자들은 은하수를 만들어낸 우주적 구조를 영어로 ‘갤럭시Galaxy’라고 부르는데, 고대 그리스어 갈락시아스galaxias(‘젖의’)와 키클로스 갈락티코스kyklos galaktikos(‘젖의 원’)에서 유래한 단어이다.
하늘을 가로지르는 이 젖빛 얼룩이 거대한 별들의 띠이며, 너무나도 먼 곳에 있어 우리 눈으로 이것을 개개의 점들로 구별할 수 없다는 사실을 천문학자들이 알아채기까지는 수천 년이 걸렸다. 이 띠는 실제로는 옆 방향에서 보면 렌즈 모양의 원반이며, 우리가 사는 지구와 태양계도 그 안에 들어 있다. 이들은 지금 은하라고 불린다. 은하는 별들로 이루어진 큰 구조 중에서는 가장 수가 많은 집단이다. 많은 은하에서는 나선팔이라는 놀라운 패턴을 볼 수 있는데, 그 기원이 무엇인지는 아직도 알지 못한다. 은하는 도처에 아주 많이 존재하는데도 불구하고, 우리가 그것들을 완전히 이해하지 못하고 있다.
- <거대한 하늘의 강: 은하의 구조와 나선팔> 중에서