다섯 가지 빛 이야기

감사의 말

하나 빛이란 무엇인가?
둘 과거에서 온 빛
셋 별빛
넷 암흑 에너지의 흔적
다섯 우주의 등대, 블랙홀
여섯 우주의 새벽에서 온 전파

에필로그
더 읽을거리
찾아보기

전자 하나를 흔든다고 상상해보자. 흔들리는 전자는 연못에 빠진 벌레처럼 주위에 전기장을 일으키고, 그에 따라 물결이 발생한다. 전기장은 더 이상 정지된 상태가 아니라 움직인다. 이제부터는 ‘전기역학(electrodynamics)’이다. 여기서 전자기(electromagnetism) 중 자기(magnetism)라는 부분이 등장하기 시작한다. 이것이 빛 이야기의 핵심이다.

우주 이야기는 우주를 채우는 빛에 쓰여 있다. 조그만 바윗덩어리 표면에 남겨진 우리는 하늘을 올려다보며 이야기를 읽으려 한다. 그 중 일부가 이 책에 담겨 있다. 시간과 공간을 가로지르는 빛의 놀라운 여정을 통해 설명하는 다섯 가지 천체물리학 과정. 다섯 가지 빛 이야기.

빅뱅 직후와 그 후 수십만 년 동안 우주는 뜨거운 혼돈이라고 표현할 수밖에 없는 상태였다. 팽창이 계속됐음에도 우주 내부의 보통 물질은 수십만 년 동안 완전히 이온화됐다. 전자가 양성자와 결합하지 않은 것은 그들의 열에너지가 정전기적 ‘결합에너지’보다 훨씬 컸기 때문이다. 이는 우주가 자유롭게 돌아다니는 양성자와 전자로 구성된 밀도 높은 수프로 가득 차 있었다는 뜻이다. 양성자와 전자 사이사이에는 광자가 있었다. 전자기복사, 빛이다. 광자는 폭발의 불꽃이었다.