내 방에서 떠나는 우주여행 : 상

프롤로그

제0장
시작하며

1. 집필의 목적과 방향

제1장
진리를 찾아서

1. 서문
2. 평평한 지구
3. 지구는 둥글다
4. 물, 불, 공기, 흙으로 세상을 만들다
5. 지구가 우주의 중심이다, 천동설
6. 그래도 지구는 돈다, 지동설
7. 물리학의 서막을 열다
8. 지상계의 법칙으로 천상계를 설명하다
9. 만물의 운동 법칙을 발견하다
10. 수학이라는 언어로 만물의 움직임을 표현하다

제2장
빛이란 무엇인가?

1. 빛은 어떻게 태어났을까?
2. 빛은 무엇으로 이루어져 있을까?
3. 빛은 어떤 성질을 가지고 있을까?
4. 색깔이란 무엇인가?
5. 빛은 얼마나 빠르게 달릴 수 있을까?

제3장
숨겨진 비밀

1. 서문
2. 현대 물리학의 태동, 전자기력의 발견
3. 시공간에 숨겨진 비밀의 문을 열다, 아인슈타인
4. 시간의 비밀
5. 왜 만물은 빛의 속도 이상으로는 달릴 수 없는가?
6. 물질의 에너지는 오직 질량에 의해서 결정된다
7. 물질과 에너지
8. 시간과 공간을 다시 정의하다, 특수 상대성 이론
9. 중력의 비밀을 풀다, 일반 상대성 이론
10. 상대성 이론의 의미

어린 시절 우연히 펼쳐본 책 한 권이 인생 전반에 걸쳐 영향을 주게 되는 것은 적지 않게 발생하는 일이다. 나는 비록 지금 천문학과 전혀 관련이 없는, 오히려 가장 작은 미시의 세계인 반도체를 관찰하는 일을 하고 있다. 하지만 나의 관심은 변함없이 유지되면서 이 세상 가장 큰 거시의 세계인 우주를 꿈꾸며 살아가고 있다. 그래서 틈이 나는 대로 관련 서적을 읽으면서 우주의 신비에 한 발자국씩 전진할 때마다 자연의 경이로움에 감탄하면서 다시 밤하늘을 쳐다보고 나만의 상상의 나래를 펼치곤 한다. 나는 우주의 탄생부터 우주의 미래에 이르기까지 인류가 공부하고 연구해왔던 발자취를, 이에 처음 다가서는 일반인(어린 학생들조차도)도 지루해하지 않고 마치 감성 넘치는 수필을 읽는 것처럼 부담 없이 읽을 수 있는 책이 있으면 좋겠다는 생각을 해왔다. 이것이 내가 책을 써야겠다고 생각한 이유이다.

따라서 이런 모순을 해결하기 위하여 사실 이 세상은 우리의 자유 의지에 따라 모든 가능성과 변화에 맞는, 각각의 셀 수 없는 많은 시공간이 이미 모두 존재하고 있으며 우리는 그 정해진 시공간 중 하나의 경로를 따라 살아가고 있을 뿐이라는 설명으로 이러한 모순을 봉합하기도 한다. 그리고 이러한 설명은 자연스럽게 다중 우주론으로도 이어지면서 결국은 철학적인 영역으로 넘어가게 된다. 아직 정해진 답은 없다. 독자 여러분들은 자신 나름대로의 가치관에 따라서 원하는 방식의 우주관을 가지면 된다. 중요한 것은 시공간이 가지는 이러한 오묘한 관계를 이해하고 있기만 하면 되는 것이다.

빠른 속도로 이동하면서 시공간의 변화를 느끼며 우주의 무대에서 활동하는 미래에서는 이러한 다양한 현상들을 직접 경험할 수 있을 것이며, 아마 그 시절에는 초등학생마저도 중력에 의하여 휘어지는 시공간의 곡률을 이해하고 계산할 수 있을 정도로 상대성 이론이 지배하는 세상이 될 것이라고 조심스럽게 예측해본다.