우종학 교수의 블랙홀 강의 (2 판)

우종학

서울대학교물리천문학부교수.거대블랙홀과은하진화를연구하는천문학자.연세대학교천문학과를졸업하고,예일대학교에서박사학위를받은후산타바버라소재캘리포니아대학교와UCLA에서연구원으로일했고,미항공우주국(NASA)허블펠로십(HubbleFellowship),한국천문학회학술상을수상했다.
〈천체물리학저널〉등국제학술지에약100여편의논문을게재했고,연구이외에도과학을대중에게전달하는강연과저술에도적극적으로나서고있다.과학과기독교의관계를새롭게조명하며연구하고교육하는단체인‘과학과신학의대화’를설립해대표를맡고있으며,블로그‘별아저씨의집solarcosmos.tistory.com’을운영중이다.
지은책으로이책의바탕이된《블랙홀교향곡》을비롯하여《무신론기자,크리스천과학자에게따지다》《과학시대의도전과기독교의응답》《대화》(공저)《기원》(공저)이있고,《현대과학과기독교의논쟁》《쿼크,카오스,그리스도교》《우주의본질》(공역)을우리말로옮겼다.

머리말

1.블랙홀의무대,우주로떠나는여행
우주가끝없이우리를부른다
우주공간에서블랙홀과마주친다면?
과학자의길,블랙홀로가는여정

2.블랙홀의정체를밝혀라
중력을탐하다
블랙홀제조법
블랙홀,이땅의빛을보다
검은별을찾아라

3.블랙홀의부활
블랙홀,되살아나다
일반상대성이론,블랙홀을출산하다
블랙홀,다시외면받다

4.블랙홀일문일답
블랙홀은진공청소기?
블랙홀로빨려들어가는현상을볼수있을까?
블랙홀은지구에위협이될까?
블랙홀은언제배가부를까?
블랙홀을통한시간여행이가능할까?

5.우주에서미지의대상을만나다
정체모를괴물,퀘이사를발견하다
퀘이사의정체를밝혀라
은하중심의블랙홀,활동성은하핵
은하중심에괴물이있다
퀘이사의엔진,블랙홀

6.블랙홀의집,은하의세계
아름다운너의이름,은하
우리은하중심의거대질량블랙홀
모든은하가블랙홀을소유한다
블랙홀의그림자를목격하다

7.블랙홀의기원
별,그긴일생을시작하다
별의죽음,블랙홀탄생의길을열다
무거운별의최후
중성자별의발견,블랙홀이름을낳다
블랙홀의다이어트
거대한가스구름,중간질량블랙홀을만들어라

8.실험이불가능한우주를탐구하는법
우주동물원에서실험은불가능하다
빛의도레미파솔라시도,감마선에서전파까지
광학망원경,갈릴레오에서21세기까지
천문학자들의눈,다파장관측시설

에필로그
찾아보기

가장쉽고충실한블랙홀안내서,《우종학교수의블랙홀강의》2판출간!

우주의가장신비로운존재,블랙홀의비밀을알아가는매혹적인여정
블랙홀의정체,기원,특성에서블랙홀연구의최전선까지빠져드는블랙홀이야기!

《블랙홀이란무엇인가?블랙홀은실재하는가?100년넘게외면받던‘검은별’이라는기이한아이디어는어떻게현대천체물리학의주인공이되었는가?빛조차빠져나올수없는블랙홀이어떻게1,000억개의별빛보다밝은빛을뿜어낼수있는가?은하중심거대질량블랙홀의기원은?《우종학교수의블랙홀강의》는블랙홀이라는아이디어의탄생과발견의역사에서블랙홀의특성,블랙홀과은하의공동진화,블랙홀을통한시간여행,‘블랙홀그림자’사진에대한친절한해설까지,최전선에서블랙홀연구를주도하고있는연구자가직접나서서블랙홀을소개하는독보적인책으로많은사랑을받고있다.별다른과학지식이없는독자들을위해강연체의글에비유와문답,이해를돕는일러스트와풍부한도판을활용해쉽고재미있게설명하지만,어려운내용도피해가지않고블랙홀에관한주요한주제를두루망라했다.21세기블랙홀연구자들의주요관심사가된블랙홀과은하의공동진화,블랙홀그림자사진에대한설명,블랙홀씨앗에관한문제등,기존블랙홀책에서찾기어려운최신주제와연구내용까지포함하고있다는것도이책의장점이다.특히2판에서는2019년출간된초판에2020년블랙홀연구자들의노벨물리학상수상,2021년발사된제임스웹우주망원경에관한설명등을추가했다.

“거대한우주의구조가만들어지는장구한세월동안수많은별을거느린은하들은마치전쟁이라도하듯서로부딪혀깨지고뭉쳐졌으며,그과정에서블랙홀들이서로뭉쳐지기도했습니다.블랙홀은엄청난빛과물질들을뿜어내며별들이피고지는은하의진화과정에지대한영향을주었으며우주역사를이끌어왔습니다.우주라는무대를누빈블랙홀의활약상과그정체를밝혀온과학자들의노력을따라블랙홀을한번찬찬히만나보는건어떨까요.”_31쪽

은하와중심블랙홀의연결고리연구의세계적인권위자
우종학교수가들려주는경이롭고매혹적인블랙홀의세계
저자는블랙홀연구,특히관측천문학분야에서세계적으로손꼽히는학자다.나사에서허블펠로십을받았고,‘은하와중심블랙홀연결고리연구의세계적인권위자’로인정받고있다.연구의탁월함을인정받아한국천문학회학술상을받기도했다.얼마전중간질량블랙홀관측에성공한연구팀을이끈당사자이기도하니,누구보다믿음직한블랙홀탐사의길잡이라고할수있다.이책을쓰게된데는“방정식과그래프에갇혀있는블랙홀대신,우주에서찬란하게빛나는블랙홀의매력을전하는방법”을“평생풀어야할숙제”로여기던과학자로서의평소소신이작용했다.과학이인기없는것은대중에게영양가높고신선한과학의내용을먹기좋게요리해선보이는데소홀했던과학자들의책임도있다고느끼고서‘블랙홀셰프’로나선것이다.

“과학연구의긴과정을통해서밝혀진블랙홀의비밀을대중에게풀어내고싶었습니다.흥미진진한블랙홀의면면을잘요리해서맛나게먹을수있는음식으로내놓고싶었습니다.저의블랙홀연구에밑거름이되는따끈따끈한내용들도담아보고싶었습니다.누구나한번쯤들어본블랙홀을누구나이해할수있도록안내하는책을쓰고싶다는동기에서이책이태어났습니다.”

알면알수록신비로운천체,블랙홀을밝힌다!
전세계를뒤덮은블랙홀의그림자
블랙홀에관한관심이뜨겁다.2019년4월에는블랙홀그림자를최초로확인했다는뉴스에전세계인의이목이집중되었고,국내에서도‘블랙홀’이인터넷실시간검색1위에오르기도했다.곧이어6월에는왜소은하의중심블랙홀을국내연구팀이최초로확인했으며,이블랙홀은그간발견되던거대질량블랙홀이아닌중간질량블랙홀로,이를통해블랙홀연구를통한우주의기원을밝히는일에일보전진이이루어졌다는사실에과학계가흥분하기도했다.SF영화와소설의소재로이따금등장하면서사람들의상상력을자극하던블랙홀이조금씩그신비의베일을걷고자신의모습을보여주는듯하다.
블랙홀에빠지면어떻게될까?얼마나가까이가야블랙홀에빨려들어갈까?블랙홀근처에서는시간이정지할까?블랙홀과웜홀을통한여행이가능할까?지구도블랙홀이될수있을까?블랙홀은끝없이빨아들이기만할까?태양크기의별도블랙홀이삼킬수있을까?블랙홀끼리도충돌하면어떤일이일어날까?책은블랙홀에대해아이들이던지곤하는질문에서부터,21세기은하진화연구의패러다임을바꾼거대질량블랙홀에관한물음까지,블랙홀에관하여품을수있는다양한물음을다룬다.은하중심에블랙홀이있고,태양질량의100만배에서수백억배나되는거대질량블랙홀의주변을별들이빠르게공전한다는점,블랙홀에서때론길이가50만광년에이르는‘제트’라는전자분출물이뿜어져나오기도한다는점등그야말로천문학적스케일의놀라운사실들도보여준다.얼마전화제가되었던블랙홀그림자에관한상세한설명도담았다(6장4절).블랙홀씨앗에관한이론,거대질량블랙홀이라는불가사의한존재의기원을설명할수있는중간질량블랙홀연구에대한설명은이주제에정통한연구자만이할수있는이야기이다(7장6절).독자는블랙홀이어떤메커니즘을통해만들어져성장하는지,이것이은하의진화에어떤영향을주었는지등,오늘의블랙홀연구가밝혀낸것과여전히미지의영역으로남아있는것을책에서확인할수있다.

손에땀을쥐게하는박진감있는드라마
블랙홀에빠져든수많은과학자들의이야기
블랙홀이라는아이디어가처음제시된후오늘에이르기까지블랙홀의비밀이하나씩드러나는과정은한편의장대면서도박진감넘치는드라마라고할수있다.이드라마에는수많은상상력과끈기의귀재들이등장한다.뉴턴의중력법칙과빛의입자이론,광속의유한성이라는토대위에서사고실험을통해빛조차탈출할수없는강한중력을지닌‘검은별’이라는개념을제시하고이를검증하는방법까지제안한존미첼.중력을시간과공간이휘어지는현상으로기술,중력이강할수록시공간의휘어짐이커진다고설명하는일반상대성이론을통해숙명적으로블랙홀재등장의길을연아인슈타인.아인슈타인중력방정식의해를구함으로써탈출속도가빛의속도가되는별의한계반지름,즉‘슈바르츠실트반지름’을계산해내어130년간잊혀있던블랙홀을현대물리학의토대위에서부활시킨카를슈바르츠실트.별처럼보이는천체에서전파가나온다는것을밝힌시릴해저드와,퀘이사라는활동성블랙홀을발견한마르텐슈미트.과연별이어떻게중력에의해수축되어서블랙홀이되는지를밝혀낸찬드라셰카르.은하중심에블랙홀이있음을발견한여러과학자들.이들은각자선배과학자들이이룬업적위에서,자신들이당면한문제를붙들고씨름해결국돌파구를만들었다.그여정에는이론상의아버지라할아인슈타인에게자신이제시한개념을부정당한카를슈바르츠실트나당시과학계에서막강한영향력을행사하던아서에딩턴의권위에눌리고비난당했던찬드라세카르와같은예도있었다.독자들은이흥미진진한이야기를읽으며과학의이론이어떻게등장하고과학자들이어떤식으로이를검증,입증하고개선해가는지를목격할수있다.이를통해과학함의매력과흥분을간접적으로경험할수있다는것도분명이책의커다란장점이다.