우리 몸을 만드는 원자의 역사 : 나를 이루는 원자들의 세계

우리 몸을 만드는 원자의 역사 : 나를 이루는 원자들의 세계

$24.74
Description
빌 브라이슨, 싯다르타 무케르지, 닐 디그래스 타이슨을 합친
새로운 과학 저술가의 탄생!
원자의 여정을 따라 밝혀낸 우주, 생명 그리고 우리
우리를 이루고 있는 것은 무엇일까? 그리고 우리를 살아 있게 하는 생명은 어떻게 시작되었을까? 아주 기본적이지만, 선뜻 대답하기란 쉽지 않은 이런 질문들에 답하기 위해서 과학을 전공하고 25년 넘게 다큐멘터리를 제작해온 저자 댄 레빗은 우리 몸을 이루는 가장 작은 요소인 원자에 초점을 맞춘다. 저자는 그 모든 것이 존재하게 된 시작점에서부터 어제 저녁 식사로 우리가 먹은 음식이 우리가 되기까지의 모든 과정을 한 편의 흥미로운 다큐멘터리처럼 담아내면서 우리가 꼭 알아야 할 중요한 순간들을 생생하고 매혹적으로 포착한다. 우리와 우리 주변의 모든 물질이 한날한시에 태어나 같은 날 생일 축하를 할 수 있고, 엄청난 소행성들의 폭격을 견뎌내고 지구와 생명을 탄생시켰으며, 태양의 빛을 이용해 산소와 영양분을 내놓는, 우리에게는 없어서는 안 될 식물을 출현시켰고, 결국 우리와 우리의 몸이 되었다는 장대한 여정이 이 한 권의 책에 담겨 있다. 그 과정에서 중요한 업적을 이룩한 위대한 과학자들의 이야기는 너무나 인간적인 또다른 즐거움을 선사한다. 그들 역시 인간이라면 누구나 피할 수 없는 편향에 빠지는 바람에, 일생일대의 발견을 놓치거나 엉뚱한 곳에서 길을 잃고 시간을 낭비하기도 했으며, 최악의 경우에는 목숨을 잃기도 했다. 그러나 이들은 이런 부단한 호기심과 노력으로 지금 우주와 지구와 생명에 관한 수많은 지식의 토대를 놓았다. 이 책은 수십억 년간 수십억 킬로미터를 여행한 원자의 관점에서 우리의 이야기를 서술한다. 원자가 우리가 되기까지의 여정은 멀리는 우주의 탄생부터 별의 죽음으로, 가까이는 식물의 광합성에서부터 세포의 내부로 우리를 안내한다.

저자

댄레빗

저자:댄레빗
저자댄레빗DanLevitt은25년이상내셔널지오그래픽,디스커버리,사이언스,히스토리,PBS,하워드휴스의학연구소등에서다큐멘터리를저술,제작,감독했고,여러상을받기도했다.갈릴레오,뉴턴,아인슈타인,호킹의위대한발견,커스터의마지막항전에관련된고고학,공룡진화에대한새로운이론,외계생명체의과학적탐사등에관련된다큐멘터리를제작했다.또한평화봉사단으로케냐의고등학교에서물리학과생물학을가르치기도했다.그는아내,두아이,반려견과함께케임브리지에서살고있다.

역자:이덕환
서울대학교화학과졸업(이학사),서울대학교대학원화학과졸업(이학석사),미국코넬대학교졸업(이학박사),미국프린스턴대학교연구원을거쳐서강대학교에서34년동안이론화학과과학커뮤니케이션을가르치고은퇴한명예교수이다.저서로는『이덕환의과학세상』등이있고,옮긴책으로는『거의모든것의역사』,『지금과학』,『질병의연금술』,『화려한화학의시대』,『같기도하고아니같기도하고』,『아인슈타인:삶과우주』,『춤추는술고래의수학이야기』등다수가있으며,대한민국과학문화상(2004),닮고싶고되고싶은과학기술인상(2006),과학기술훈장웅비장(2008),과학기자협회과학과소통상(2011),옥조근정훈장(2019),유미과학문화상(2020)을수상했다.

목차

서론:우리몸의원가는1,942.29달러

제1부여정의시작:빅뱅에서바위투성이지구까지
1.모두에게생일축하를:시간의시작을발견한성직자
2.“재미있네”:눈으로절대볼수없는것
3.하버드최고의과학자:별을보는방법을바꿔놓은여성
4.고마운재앙:중력과먼지로세상을만드는방법

제2부생명이있으라!
5.지저분한눈덩이와우주암석:사상최악의홍수
6.가장유명한실험:생명분자의기원을찾아서
7.위대한신비:첫세포의수수께끼같은기원

제3부햇빛에서저녁식탁까지
8.꼭필요한빛조립장치:광합성의발견
9.행운:바다쓰레기에서녹색식물까지
10.씨앗뿌리기:녹색식물과그친구들이우리를만들었다

제4부원자에서인간까지
11.너무적은것으로그렇게많이:살기위해먹어야하는것
12.뻔한곳에숨겨진:기본설계도의발견
13.원소와모든것:정말로우리몸을구성하는것

결론:정말길고이상한여행
감사의글

참고문헌
역자후기
인명색인

출판사 서평

모두의생일을축하합니다!빅뱅에서지구가형성되기까지
우리와주변을이루는,아니우주전체의모든물질은같은날에태어났다.늘검은옷을입던벨기에의신부,르메트르는우주에시작이있다는과학역사상가장기이한아이디어를발표한다.우주에대한우리의생각을뒤바꾼아인슈타인은르메트르의아이디어를혐오했으며,영국의물리학자프레드호일은“빅뱅맨”이라며그를조롱했다.그러나하늘의모든방향에서감지되는우주배경복사는빅뱅으로우주가시작되었다는확실한증거가된다.빅뱅의엄청난밀도와온도로인해서수소와헬륨,리튬과베릴륨이만들어졌으나,이4가지원소로는60여종의원소가들어있는인간을만들수없다.그렇다면나머지원소들은어디에서왔을까?더무거운원소들이탄생하는데에필요한엄청난에너지의근원을찾는일은“하버드최고의과학자”세실리아페인이별빛을찍은사진판을이용해서별에들어있는다양한원소의비율을알아냄으로써전기를맞았다.그곳은바로별의내부였다.비록끝내빅뱅을인정하지않았던프레드호일이었지만,그는적색거성내부의엄청난온도와초신성의폭발로무거운원소들이합성된다는사실을밝혀냄으로써우리몸의원자들이어디에서왔는지를설명했다.
소련의젊은물리학자빅토르사프로노프는펜과잉크,그리고계산자를이용해서우주를정처없이떠돌고있었던원자들이중력에이끌려회전하면서태양과주변의행성들이형성되었음을계산해낸다.이렇게우리의원자는45억년전에마침내지구라는집을가지게되었다.그러나초기지구는안정적인집과는거리가멀었다.끊임없는소행성과의충돌로인해서지구는엄청난재앙을겪었고,그재앙의결과로지금은우리에게행운이된달과지구내부의핵을가지게되었다.그리고7억년이지난38억년전에마침내지구는안정을얻게되었다.

눈덩이지구에서시작된생명,첫생명이기원한곳을찾아떠나는여정
지구에서생명이살기위해서가장핵심적인것은바로물일것이다.지구는땅이아니라물의행성이라고생각될정도로물이많고,우리몸의70퍼센트역시물이다.그렇다면물은과연어디에서왔을까?우리의혈관을따라흐르는물의일부는서로충돌해서지구를처음만들었던먼지에서응축된것이었다.해왕성과명왕성사이에있는카이퍼벨트에서출발한혜성을타고오랜여행을떠난물분자도우리몸에남아있다.또한태양계의바깥경계에해당하는훨씬더먼오르트구름에서지구까지수만년동안여행한물도조금남아있다.그러나우리몸의물대부분은목성근처에서출발한거대한암석소행성에의해서도달했을것이다.그리고지구가탄생하고1억년에서7억년이지난38억년에서44억년전에이르러서는그런이질적인곳에서도착한물이모여서광활한바다가되었다.
여기에서우리는생물학에서가장유명한실험인스탠리밀러의유기분자실험을만난다.플라스크에초기지구에존재한바다와대기를재구성하여준비한다음번개를대신할전기불꽃을일으키는단순한실험이다.그실험결과밀러는며칠만에아미노산을얻었는데,그것은우리몸에서발견되는가장단순한아미노산이었다.그러나바다에서유기물이생성되었다는밀러의실험결과는지구의대기가밀러의실험조건과다르다는사실이밝혀지면서힘을잃었고유기물의기원에대한연구도미궁에빠지는듯했다.그러나운석에서밀러가실험으로얻은아미노산과동일한아미노산이발견되면서유기물이우주에서지구로날아왔을것이라는추측이힘을얻게된다.
유기물이갖춰진지구에서생명은어떻게탄생했을까?생명을외부와구분해주는지질로이루어진세포막은한쪽은물을끌어당기고다른한쪽은물을밀어냄으로써저절로만들어졌다.즉세포보다“세포막이먼저등장했다.”다만세포안쪽에있는것들은저절로만들어지지않았다.과학자들은DNA가먼저냐,단백질이먼저냐는문제에서발목을잡혔다.그러나칼우즈,레슬리오겔,프랜시스크릭은각각같은답을내놓았다.최초의세포가이중나선인DNA가아니라한가닥인RNA를중심으로만들어졌다는것이다.그렇다면그런일은어디에서벌어졌을까?과학자들은심해에서는생명이살수없다고생각해왔다.엄청난수압과낮은수온,햇빛도들지않는어두운곳에서는생명이살수없을것이라고본것이다.그러나과학자들의예상과달리실제로관측한심해는생명으로가득했다.심해에서열수가분출되는곳이생명기원의후보지로급부상했다.그뿐만아니라화성에서생명이기원했다는설도제기되었다.정확하게어디에서생명이기원했는지는알수없지만한가지확실한사실은생명이우리의지구를완전히바꿔놓았다는것이다.

지구의풍경을변모시켜우리를만들어낸식물들과광합성의비밀을파헤친과학자들
지구를지금우리에게익숙한푸르른행성으로바꿔놓은식물들의놀라운여정을따라가보자.식물은광합성을통해서태양에서오는에너지를우리가이용할수있는탄수화물로바꾸고,이산화탄소를흡수하여우리가숨쉬는산소로배출한다.우리에게는너무나익숙한광합성이라는과정을이해하기까지과학자들은발견의공로를두고서로경쟁하기도했고,며칠밤을새워가며연구에매진하느라새벽에잠에취해돌아다니다가살인사건의범인으로몰려체포되기도했으며,실험실에서의불의의사고로목숨을잃기도했다.광합성은지구에좋은일만은아니었다.남세균은광합성을통해산소를내뿜었고,오늘날에도오래된암석에서그흔적을찾아볼수있을만큼엄청난양의철을부식시켰다.철이전부부식되자대기중의산소농도가높아지면서산소에대한보호막을갖추지못한생명을몰살하기시작했다.게다가높아진산소농도가빙하기를초래하여전지구를꽁꽁얼려버렸다.빙하기가끝난후인21억년전지구에는진핵세포라는놀라운새로운생명이출현했는데,이는복잡성면에서보면세발자전거에서우주왕복선으로의도약보다훨씬더놀라운것이다.미생물학자린마굴리스는이런도약이세포가다른세포를집어삼켜서공생함으로써일어났다는혁신적인아이디어를제시했다.또한과학자들은식물이우리의생각보다훨씬지능적으로외부의공격으로부터자신을지키고,균류를활용하여영양분을효율적으로생산하면서지구를녹색행성으로바꿔왔음을알아냈다.

우리의식탁에오른것이우리가되기까지인간의기본설계도를발견하다
우리의저녁식탁을떠올려보자.음식을단순히원자들이모여서만들어진분자라고생각하자.이제우리는그원자들이어디에서왔고,어떻게만들어져서우리식탁에오르게되었는지를알고있다.하지만일단음식을먹고나면,음식의분자들은어떻게살아있는우리가될까?우리가몸을이루기위해서반드시먹어야하는물질은무엇일까?독일의과학혁명가였던유스투스폰리비히는우리에게기본적으로탄수화물,단백질,지방이필요하다는사실을발견했다.또한이세가지외에도부족하면괴혈병,각기병을일으키는각종비타민과미네랄이반드시필요하다는사실을수많은사람들이목숨을잃은후에야알게되었다.그다음으로는이런필수영양분들이어떻게우리몸이되는지를설명해주는DNA를만날차례이다.과학자들은세포에명령을내리는것이DNA임을알아냈지만,DNA가어떻게그런명령을내리는지는알지못했다.제임스왓슨과프랜시스크릭은DNA가아데닌,구아닌,시토신,티민이라는네가지작은염기가서로결합한이중나선구조임을밝혀냈다.그구조는유전자가어떻게복제되고전달되는지또돌연변이는어떻게발생하는지를이해하게한다.DNA는우리세포에서음식이어떻게우리몸으로변환될수있는지를알려준다.
마지막으로어떻게원자들이생명으로도약할수있었는지를밝혀내기위해서우리몸의가장작은단위인세포의내부를자세히들여다본다.세포안은고요한호수가아니라엄청난속도로에너지를생산하는ATP합성효소,신경신호를전달하는소듐-포타슘펌프등“건설현장처럼일하면서자재를옮기는기계들로가득채워져있다.”
이책은모든물질이태어난순간부터원자가우주,별을거쳐지구에도달하여우리를이루기까지의길고도기이한여정을따라간다.원자와생명의비밀을파헤친위대한과학자들과그들이놀라운발견을이루어내는과정을곁에서함께하는과정에서독자들은지금우리가알고있는과학적지식들을재미있는일화들을곁들여속속들이파악할수있게될것이다.