우주는 계속되지 않는다 : 천체물리학자가 바라본 우주의 종말

우주는 계속되지 않는다 : 천체물리학자가 바라본 우주의 종말

$16.20
Description
우주는 어떻게 끝날 것인가? 그에 관한 다섯 가지 흥미로운 시나리오
세상은 어떻게 시작되었는가와 더불어 세상이 어떻게 끝날 것인가는 인류가 오랫동안 고민해온 질문이다. 이중에서 우리는 우주가 138억 년 전에 밀도가 극도로 높은 특이점으로부터 시작되었다는 사실을 알고 있다. 그렇다면 우주는 어떻게 끝날 것인가? 그리고 이런 질문이 우리에게 어떤 의미가 있는가?

이 책은 그 질문에 답하고자 한다. 촉망받는 천체물리학자인 저자, 케이티 맥은 우주론적 관점에서 이 질문의 답을 탐색한다. 그는 우주가 과연 어떻게 종말을 맞을 것인지를 가능성이 높은 다섯 가지 시나리오로 추려서 제시한다. 각각의 시나리오에 따르면, 우주는 수축하여 내부 붕괴할 수도 있고, 갈기갈기 찢길 수도 있으며, 벗어날 수 없는 죽음의 거품에 갇힐 수도 있다. 이렇게 우주와 그 끝에 관한 우리의 지식이 어떻게 발전해왔는지 살펴보고, 그것의 의미를 파헤치다 보면, 우리는 중요한 이론적 개념들을 터득하게 됨과 동시에 그 개념들이 우리의 삶과 어떻게 이어져 있는지를 깨닫게 될 것이다.

저자

케이티맥

저자:케이티맥
이론천체물리학자케이티맥(KatieMack)은우주의시작부터끝을아우르는우주론의다양한질문을연구한다.현재조교수로재직중인노스캐롤라이나주립대학교에서대중과학클러스터리더십회원으로도활동하고있다.「사이언티픽아메리칸」,「슬레이트」,「스카이&텔레스코프」,「타임」,「코스모스」등에다양한글을기고하며대중과도적극적으로소통한다.트위터(@AstroKatie)에서도맥과만날수있다.

역자:하인해
인하대학교화학공학부와한국외국어대학교통번역대학원에서공부했고,졸업후에는정부기관과법무법인에서통번역사로일했다.글밥아카데미수료후현재는바른번역소속번역가로과학과인문사회분야의책을번역하고있다.옮긴책으로는『스티븐호킹:삶과물리학을함께한우정의기록』,『헤어』,『찻잔속물리학』,『블록으로설명하는입자물리학』,『익숙한일상의낯선양자물리』등이있으며,계간지「한국스켑틱」번역에참여하고있다.

목차

제1장우주를소개합니다
제2장빅뱅부터현재에이르기까지
제3장빅크런치
제4장열죽음
제5장빅립
제6장진공붕괴
제7장바운스
제8장미래의미래
제9장에필로그

감사의말
역자후기
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출판사 서평

주요내용

우주의종말을통해서바라본우주와우리
우리는우주가빅뱅으로탄생했다는사실을알고있고우주가현재의모습에이르게된과정도어느정도이해하기시작했다.그러나우주가언젠가는종말을맞이할거라는생각은해본적이많지는않을것이다.소셜미디어와강연을통해서적극적으로대중과소통해온천체물리학자케이티맥은우주가언제라도종말을맞을수있다는천문학교수의이야기를듣고천체물리학계에발을들였다.그는스티븐호킹의이론에매료되어그의이론을깊이연구했고,CERN의연구시설을직접방문하여우주를연구하는수많은학자들을만나의견을나누면서우리우주가맞이할종말이과연어떤모습일지를파고들었다.그는이책에서가장가능성이높은다섯가지우주종말시나리오―빅크런치,열죽음,빅립,진공붕괴,바운스―를소개하고,각시나리오가토대로하고있는우주론의개념들도상세하고,재치있게설명한다.최신의과학적연구를바탕으로우주의종말을논하는이책은우리의현재를알려줄뿐만아니라,과학이앞으로나아갈미래에관한전망도제시한다.

우리의우주를소개합니다
빅뱅에서부터지금까지의우주의여정
우주는광활하고아름답다.우리는밤하늘을올려다보는것만으로도우주를관찰할수있다.다만밤하늘에가득한별들은모두과거의모습이다.빛은엄청나게빠른속도로이동하지만,빛이아주먼거리를이동하는데에는그만큼시간이걸리기때문이다.밝은달은1.3초전의과거이고,우리가보는태양은8.3분전의과거이다.이렇듯우리는먼거리의별들을관찰하여과거를볼수있다.그렇다면빅뱅이일어났던처음의우주는어떨까?다시말해서빅뱅을볼수있을까?정답을말하자면우리는빅뱅을볼수있다.빅뱅을처음으로본사람은아노펜지어스와로버트윌슨이다.이들은벨연구소에서전파망원경을이용하여연구를하던중에망원경에서감지되는희미한잡음을들었다.이잡음을없애기위해서망원경의전선을모조리점검하고비둘기들도내쫓았지만,그래도잡음은계속되었다.그리고그들은이잡음이우주에서오는,우주가빅뱅이후에아직은뜨거웠던시기의흔적,즉우주배경복사라는사실을알게되었다.
우리는빅뱅이폭발이라고생각하곤하지만,사실빅뱅은폭발이아니라급격한팽창이다.그것도플랑크시간이라는아주짧은시간에일어난사건이다.몹시밀도가높고불타오르던우주는한순간에팽창하는인플레이션시기를거쳐,오늘날우리가알고있는물리학에가까운법칙들의지배를받는쿼크시대를맞았다.이후양성자와중성자가만들어졌고,빅뱅핵합성이라고불리는과정을통해서원소들이만들어졌다.시간이흐르고우주가팽창을계속하자모든복사와물질들이멀어지면서공간이생겼다.이공간에생긴미세한밀도의차이가물질을서로뭉치게하여지금우리가알고있는은하,항성,행성,그리고우리를만들었다.우주에시작이있듯이,언젠가우주도끝을맞을것이다.과연우주는어떤모습의종말을맞이할것인가?

우주종말에관한다섯가지시나리오
우주가다시수축한다고?:빅크런치
우주는계속해서팽창하고있다.그것도가속팽창을.그렇다면만약우주가팽창을멈추고다시수축한다면,어떤일이벌어질까?중력이우주의팽창속도를늦추고다시모든것을안으로당기려고한다면,우리는이것을어떻게알수있을까?우주가빅크런치를맞을운명이라면,먼저빨랐던팽창속도가이내엄청나게느려지는상황을목격할수있을것이다.그리고우리의이웃은하들이우리에게서서히다가오는듯보일것이고,아마우리은하와이웃은하가충돌할지도모른다.은하들이가까워지고서로자주충돌하면서우주는대혼돈에빠질것이고,초거대질량블랙홀의중력상호작용이더욱격렬해지면서엄청난에너지가분출될것이다.그리고우주는빅크런치를맞아내부붕괴될것이다.

엔트로피여,영원하라:열죽음
만약우주가계속팽창한다면,우주는어떻게될까?팽창이지속되는우주의종말을이해하기위해서는엔트로피를알아야한다.엔트로피는일반적으로무질서의맥락에서설명할수있는데,엔트로피는시간이흐를수록상승하므로무질서해진다고할수있다.즉우주가계속팽창하면서우주에빈곳이더많아지면에너지는점차흩어진다.에너지가흩어지면우주에서는아무일도일어날수가없다.모든물질들역시뭉치지못하고흩어져버린다.그리고우주는너무나도고요한종말을맞을것이다.

갈기갈기찢어지는우주:빅립
우주가가속팽창을한다는사실때문에과학자들은우주에우리가모르는어떤것이존재한다고생각하게되었다.그무엇이바로암흑물질과암흑에너지이다.암흑이라는이름은어두워서가아니라이것이빛과는어떤작용도거부하기때문에붙여진이름이다.우리는빛을통해서우주를볼수있으므로,빛과의작용을거부하는암흑물질과암흑에너지는과학자들이연구하기가지극히어려운대상이다.암흑에너지의성질은우주의종말에결정적인역할을할것이다.
빅립은매듭을푸는것에비유할수있는데,그시작점은우주의가장크고성긴마디인은하단이다.은하단의은하들이점점멀어지고,은하들도빠르게흩어진다.이후에는항성과행성들도궤도를이탈하여점차거대한암흑으로사라지고,우주는고요해진다.그러나이후에우주의구조물들은팽창하는압력에시달리다가더이상견디지못하고폭발하고만다.뿐만아니라우주를구성하는모든물질들이산산이부서지고,결국분자가원자로,원자가다시원자핵으로점점더부서지면서우주공간을이루는망자체가찢기며우주는종말을맞는다.

빛보다빠른우주의종말:진공붕괴
진공붕괴로인한종말은말그대로진공상태가붕괴하는것이다.입자에질량을부여하는힉스장은전자의전하,입자량같은근본적인자연의상수들을결정하는데,이처럼힉스장이건재한상태를힉스진공또는진공상태라고부른다.진공붕괴는지금의힉스장의값이진짜진공이아니라가짜진공이고,만약양자터널효과나양자요동으로인해서힉스장의장벽이무너진다면,모든것이빠르고깔끔하며,고통없이완전히파괴된다는시나리오이다.어떤사건으로촉발되든진짜진공이시작된다면,그무엇도그것을막을수없다.진공붕괴는빛보다빠른속도로일어나기때문에우리는무슨일이일어났는지를알아채기도전에사라질것이고,우주도작별을고할것이다.

반복또반복:바운스
2015년9월14일오전9시50분45초(UTC)에처음으로중력파가탐지되었다.중력파의감지에이토록오랜노력이들었던것은중력이너무나도약하기때문이다.그래서과학자들은중력이실제보다약해보이는것일지도모른다고생각했다.즉과학자들은또다른차원으로,즉우리우주보다더큰차원으로중력이새어나가기때문에중력이이상하리만큼약한것이라고주장했다.우리우주를담고있는더큰차원이존재한다면,다른우주들도존재할가능성이있다.이우주들은서로멀어지다가마주치고,반동즉바운스를일으켜모든것을파괴하고우리우주를종말로몰아넣으며새로운빅뱅을시작할것이다.