우주 탄생의 비밀을 찾아서 (태초의 빅뱅....그리고 우주 팽창이 있었다!)

원은일

들어가는말4

1장.광활한우주13
1소개의글13
2넓고넓은우주14
3팽창하는우주21
　　○●팽창하는우주의발견22
　　○●적색편이와허블32
　　○●우주팽창을기술하는산수37
　　○●우주의팽창은어떻게이해해야하는가?41

2장.양자역학의신세계?요동치는전자45
1빛에대한이야기46
　　○●목욕탕과흑체복사52
　　○●서로너무나다른빛과전자53
2양자역학과파동함수60
　　○●빛알갱이와전자는입자인가요,파동인가요?64
　　○●현대양자장이론70

3장.상대적시공간73
1횃불은다음세대로73
2뉴턴이생각한시공간77
　　○●상대성원리79
　　○●뉴턴의시공간과우주의끝80
3특수상대성이론83
　　○●전지전능한빛의속력84
　　○●길이는줄어들고시간은느려진다?87
4일반상대성이론과시공간―아주특별한중력98

4장.쪼개고또쪼개면?111
1가장작은알갱이111
2자연에존재하는기본적인힘126
　　○●누구도피할수없는중력126
　　○●전자기력과전자기파의무지개129
　　○●종신형감옥에있는쿼크와강력135
　　○●약력과동위원소,그리고중성미자140
3입자물리학의표준모형142
　　○●쿼크와경입자143
　　○●힘을매개하는입자들과파인만도식146
　　○●우리의소원은통일149
　　○●신의입자?힉스입자?153
　　○●변하지않는물리량155

5장.물질-반물질문제167
1반물질은어디로?168
　　○●원시반물질이사라지려면?172
　　○●중입자번호깨짐조건이필요한이유173
　　○●C,CP대칭성깨짐현상이필요한이유174
　　○●열적평형조건이깨지는기간이필요한이유180
2CP깨짐현상을좀더찾아라!181

6장.대폭발과태초의빛189
1대폭발의메아리?190
　　○●태초의빛―우주배경복사의발견190
　　○●저희실험실이야기198
　　○●배경복사가흑체복사?―살빼기작전200
2대폭발메아리형성은언제,어떻게?204

7장.우주예산부족문제213
1암흑물질214
　　○●암흑물질?투명물질?214
　　○●암흑물질의정체?220
　　○●암흑물질과이휘소박사224
2수수께끼의암흑에너지227
3우주예산부족?237

8장.초기우주급속팽창이론241
1표준우주론모형과문제점242
　　○●지평선문제242
　　○●편평도문제245
　　○●자기홀극문제249
2초기우주급속팽창이론250
　　○●급속팽창이론이필요한이유는?252
　　○●피천득과초기우주급속팽창이론255
　　○●초기우주급속팽창이론은실험적검증가능?258

9장.지상망원경실험263
1지상망원경실험:GB264
　　○●벨실험전체회의와가타야마박사264
　　○●GB망원경구조267
　　○●GB초점판과검출기270
2스페인카나리아제도272
　　○●GB망원경을이용한관측276
　　○●GB망원경운용계획280

부록:눈금계수a(t)283
주요수식모음290
참고자료293
찾아보기305

이책은최근물리학최전선에서논의되고있는초기우주급속팽창이론인인플레이션우주론에대하여실험하고검증하는이야기를담고있습니다.이는물리학중에서도특히입자물리학과우주론분야에속하는내용입니다.
초기우주가무지막지한속도로팽창했을것이라는소설과같은이론을어떻게실험으로증명할수있을까요?이책에서는이해의기초가되는개념,수식,실험과정등을소개합니다.이책의내용은결국우리우주가어떻게탄생되었나에대한비밀을풀어나가는연구라고할수있습니다.흥미롭지요?
우리우주가현재까지어떻게진화해왔는지에대해서말하는‘표준우주론모형’에는설명하기어려운문제들,즉지평선문제,편평도문제,자기홀극문제가있습니다.이문제들을20세기중반을지나면서많은천체물리학자및입자물리학자들에게알려지기시작했습니다.이를설명하기위해서1980년대에초기우주급속팽창이론,즉인플레이션우주론이제안된것이지요.
우주의역사에서급속팽창의시기가필요한이유도결국위세가지문제를해결하기위함입니다.그러므로우리가이이론에대해서탐구하고,또그것이실험적으로검증가능한것인지를함께알아보는것은과학적으로큰의미가있는일이겠지요?