우주의실체가수학임을밝히고4레벨멀티유니버스를도입해
최신우주론의패러다임을뒤흔든맥스테그마크의우주론
《뉴욕타임스》《월스트리트저널》《가디언》《네이처》《뉴사이언티스트》극찬!
“역동적이고드라마틱하면서도읽기쉬운최고의과학책”_《뉴욕타임스》
“우주를수학으로이해하는것을놀라울정도로쉽게설명한다”_브라이언그린
“우주에관심이있다면이책을반드시읽어야한다”_미치오카쿠
전세계16개국번역출간,멀티유니버스이론의권위자
맥스테그마크(MIT)교수의국내최초번역서
우주론의기초를다지는양자역학,양자물리학,입자물리학부터
급팽창이론,평행우주이론,4단계의멀티유니버스까지
우주실체의수학적본질을꿰뚫는최신우주론의모든것
우리가살아가는우주의궁극적실체를밝히려는노력은물리학은물론모든과학분야에서의가장궁극적인목표이다.신간『맥스테그마크의유니버스:우주의궁극적실체를찾아가는수학적여정(원제:OurMathematicalUniverse:MyQuestfortheUltimateNatureofReality)』의저자,물리학자이자우주론학자인맥스테그마크(MaxTegmark)MIT교수는실체의본질을찾아가는물리학적인탐험끝에우주를‘수학적’으로해석할수있다는궁극적결론에도달한다.우리의물질세계가수학으로기술될뿐만아니라그자체가수학이며,우리가거대한수학적대상의자각하는일부분이라는것이다.이미오래전부터과학자들은우주의물리적실체가수학적이라는생각을해왔다.천문학의영웅인갈릴레오갈릴레이는17세기에자연이“수학의언어로쓰인위대한책”이라고언급했으며,노벨물리학상수상자인유진위그너는1960년대에“이해할수없는자연과학에서의수학의효율성”이라고했다.그렇다면이처럼우리의물리적세계가극단적인수학적규칙성을나타내는이유는무엇일까?
책은궁극적실체의본질을찾기위해은하를넘어서는거시세계부터원자보다작은미시세계까지탐구하여,모든것이수학적구조로이루어진4단계의평행우주들의거대하고멋진실체에서만나는저자의개인적인여정을담고있다.1장에서는이책의주제어인궁극적‘실체’가무엇을뜻하는지과학적,철학적,종교적관점에서소개한다.제1부(2∼6장)에서는‘우리우주는얼마나큰가?’라는질문의답을찾기위해거시세계로여행을떠나,우리우주의근원과두종류의평행우주를탐험하고공간이어떤의미에서는수학적이라는힌트를찾아낸다.제2부(7∼8장)에서는‘모든것은무엇으로이루어져있는가?’라는질문의답을찾기위해아원자의미시세계로여행을떠나,세번째종류의평행우주를조사하고물질의궁극적인구성요소가어떤의미에서는수학적이라는힌트를찾아낸다.마지막으로제3부(9∼13장)에서는남순건교수(경희대학교물리학과)가추천사에서“거시적우주의궁극에대한방향과미시의실체를파헤치는방향이결국수학적구조로만나는경험을이탐험의여정에서만날것”이라고언급했듯,거시세계와미시세계에서각각시작한실체를찾는여행이‘수학적구조’라는하나의영역에서만나네번째평행우주로도달하는과정을살펴본다.
김항배교수(한양대학교물리학과)가추천사에서“현재의표준우주론과영원한급팽창에의한다중우주,초끈지형에의한다중우주를넘어양자역학의다세계해석에근거한다중우주와수학적구조에의한다중우주까지,다중우주에대한놀라운제안들과이를통해궁극적실체를밝혀가는과학과철학을넘나드는여정이담겨있다”라고설명했듯,이책은수학적인멀티유니버스의실체를밝혀내기까지발전을거듭해온우주론의모든지식을담고있다.맥스테그마크는우주론이어려울수있는독자들을위해우주론이해에필요한가장기초적인천문학,양자역학,양자물리학,입자물리학,상대론지식부터급팽창이론,평행우주이론,4단계의멀티유니버스에이르기까지탄탄한논리를다져간다.또한다양한사진과그림,표를실어독자들이더쉽고직관적으로이해할수있도록도왔다.
『맥스테그마크의유니버스』는현재세계16개국에서번역출간되었으며《뉴욕타임스》,《월스트리트저널》,《가디언》,《네이처》,《뉴사이언티스트》등수많은언론사와많은독자들로부터폭발적인관심을얻었다.이는멀티유니버스가최근에발견된과학적발견들을통해더이상상상이아닌과학으로서물리학계에서인정받고있다는증거이다.
무한한우주어딘가에또다른내가존재한다고?
상상에서현실이된멀티유니버스이론
멀티유니버스란무엇이며,우리는왜멀티유니버스를알아야하는가?
얼마전까지만해도멀티유니버스는SF소설이나영화에서만나오는상상으로여겨졌다.그러나세계적인우주론학자맥스테그마크는책의도입부에서자전거를타고가다가트럭에치여죽음을맞는일화를예로들며,지금우리의우주에서는죽었지만다른우주에서는아슬아슬하게트럭을피해살았을수있다는혁신적인주장을펼친다.현재세계적인양자물리학연구자들은이렇게동시에살아있기도하고사망하기도한일이실제로일어나며,그때마다우리의세상이다른역사를가진평행우주로나뉘는지,양자역학적운동의대원칙인슈뢰딩거방정식이수정되어야하는지에대해논의하고있다.
그렇다면멀티유니버스란무엇일까?저자는멀티유니버스를4단계로나누어최신우주론패러다임에혁신을가져왔다.1∼3레벨멀티유니버스는같은수학적구조안에있는서로통신할수없는평행우주들에해당한다.1레벨은우리에게출발한빛이도달할시간이없었던먼영역이고,2레벨은우주급팽창의새로생겨나는공간때문에우리가영원히도달할수없는영역이며,‘에버렛의다중세계’인3레벨은양자역학힐베르트공간에서의통신할수없는부분과관련되어있다.1∼3레벨의모든평행우주는근본적으로동일한수학적방정식을따르지만,4레벨평행우주는다른수학적구조에해당하는다른방정식을따른다.
환경파괴로인한미래지구의재난적상황과이에대한해결책으로새로운지구를찾아우주로떠나는과정을담아2014년전세계를휩쓸었던영화〈인터스텔라〉에는책장뒤로수십개의이미지가겹쳐진장면이나온다.주인공의과거와현재와미래를구분할수없을정도로수백,수천만가지의우주가공존하고있는것이다.영화의장면처럼무한한우주에수많은시간과공간이공존하는것이가능한일일까?테그마크는과학적으로가능하다고단언한다.우주론적급팽창이론에의하면우주는아주거대할뿐아니라사실무한하기때문에,정확히나와동일한무한히많은복제본과,나와비슷한수많은내가우주에존재할수있는것이다.
사실멀티유니버스아이디어는전통적으로기득권세력에의해배척당했다.무한공간멀티유니버스를주장한조르다노부르노는1600년에화형당했고,양자멀티유니버스를주장한휴에버렛은1957년에물리학인력시장에서망신을당하고학계에서쫓겨났다.저자인맥스테그마크조차멀티유니버스에관한논문들이엉터리라며그의경력이끝장날것이라는험한말을들은적이있다.테그마크는멀티유니버스라는개념이아직학계에서논란이되고있음을인정한다.하지만멀티유니버스의기반이되는일반상대론,급팽창이론,우주의풍경,양자역학,결어긋남,파동함수,에버렛의다중세계이론,외적현실가설,수학적우주가설등다양한우주론관련이론들의발전으로이제수많은과학자들이멀티유니버스를지지하고있다.
책을번역한김낙우교수는“제목만보면이책은추상적현대수학을연구하는전문수학자,혹은10차원공간의기하학을연구하는끈이론학자가썼을까생각할법하다.그러나지은이인맥스테그마크의전문분야가은하단관측데이터분석작업이라는것은뜻밖의반전이다.…우주를이론적으로만다루던이가아니라관측데이터를통해실체적으로접하던학자의주장이라논란의여지가많은주장이라도쉽게폄하하기어려운무게감이있다”라고언급했다.이처럼저자가생각하는우주의수학적인실체,즉멀티유니버스는처음에접할때매우신기하고난해하게느껴질수있다.그러나이제멀티유니버스가탄탄한과학적근거를기반으로물리학계에서받아들여지고있음을거부하기는힘들다.
우주의궁극적실체를찾아가는
맥스테그마크교수의25년여정을담은‘과학적자서전’
과학자를꿈꾼다면반드시읽어야할책!
『맥스테그마크의유니버스』는물리학에관심을갖게된저자가궁극적실체를탐험하기시작한지25년만에내놓은‘과학적자서전’으로서,과학적지식과더불어그동안그가과학자로서겪었던성공과실패를솔직하게담고있다.그스스로도고등학교때가장싫어하는과목이물리학이었다고고백한다.대학에서경제학을공부하다가우연히리처드파인먼의책을읽은것을계기로물리학이우주를이해하기위한가장궁극적이고지적인탐험이라는것을깨닫고물리학에완전히빠져들었다고이야기한다.이후저자는본격적으로물리학을공부하기시작하고세계적인우주론학자로차근차근성장해나간다.
따라서독자들은이책을통해오늘날과학자의삶이어떠한지매우현실적인측면에서느낄수있다.테그마크는WMAP팀의연구결과를마치산타클로스를기다리는어린아이처럼간절하게기다렸던일,너무나어려웠기때문에오히려흥미롭게연구했던우주지도를작성하는일,친구와카페냅킨에끄적거렸던수식문제를몇년만에해결한일,아내와아이가잠든사이밤을새워프로그램을짜서사중극자를그려낸일,우연히만난학부생의도움으로4년간실패했던연구를해결한일,논문목록첫번째로올리기위해완성되지도않은논문을웹사이트에올렸다가망신당한일,애리조나사막의밤하늘을가로지르는은하수의압도적인광경에경탄했던일,물리학논문데이터베이스에아버지의성인‘샤피로’가많아어머니의성인‘테그마크’를따르게된일,자신이최초로발견한것인줄알고‘테그마크효과’라는이름을붙이고싶었지만이미다른과학자가발견한것을깨닫고아쉬워했던일,이메일이나기사로자신의과학연구가공격받았던일등과학자로서그가경험했던다양한성공과실패,감동의일화들을생생하게들려준다.
이제실험실에서혼자서탐구하는과학자,천문대에올라가별을바라보는천문학자의시대는지나갔다.현대과학기술의발전과함께과학자가탐구하는방법은매우복잡하고다층적으로바뀌었다.각분야에전문지식을지닌과학자들간의공동작업과원활한소통은과학자의필수적인자질이되었다.또한이제과학자라면전세계적으로어떤새로운과학적발견이이루어지고있는지지속적으로관심을가져야한다.
또한책에서저자는자신이초짜물리학도였을때물리학역사에획은그은유명한물리학자들의생애와과학적업적을접하고느꼈던감동과존경을흥미진진하게들려준다.물리학계의거장존휠러를처음만나두근거렸던일,우연히도서관에서발견한에르빈슈뢰딩거의1926년논문에양자역학의본질적인내용이담겨있다는사실에감탄했던일,비운의물리학자휴에버렛을다룬다큐멘터리의자문을맡으면서알게된그의삶등저자가물리학을연구해가면서알게된물리학의거장들의생애와업적을소개하여재미를더한다.
“리처드파인먼에가장가까운후계자,맥스테그마크”라는《BBC포커스매거진》의언급처럼,때로는밤을새워가며,때로는유쾌하게연구를해나가는태그마크의모습에서순수하고열정적인과학자의삶을느낄수있다.열정가득한과학자의진솔한경험담은현재과학자,교수,이공계분야연구자들에게깊은공감을불러일으킬뿐만아니라과학자를꿈꾸는학생들에게도과학자의삶을미리간접체험해볼수있는기회를제공할것이다.
