멋진 우주, 우아한 수학 : 기하학으로 본 우주

우주는 어떤 모양일까? 우주의 곡률이란 무슨 뜻일까? 우주의 모양과 크기를 알아내기 위해 과학자들은 오랫동안 연구해 왔다. 인간은 일상적으로 평평한 땅만을 경험해왔지만, 일찍이 에라스토테네스는 상상력과 통찰력을 발휘하여 둥근 지구를 상상하고 지구 둘레를 근삿값으로 측정해 낸 바 있다. 오늘날 우주의 모양을 상상하려면 프랙털과 위상 수학, 리만기하학과 같은 복잡하고 까다로운 수학과 과학적 지식을 동원해야 그 실체에 가깝게 다가갈 수 있다.
≪멋진 우주, 우아한 수학: 기하학으로 본 우주≫는 이해하기 쉬운 수학적 측정 방법부터 일상 경험과 동떨어진 낯선 관념까지 차근차근 소개하며, 현대 우주론의 핵심을 이루는 수학 개념의 힘과 재미를 알려 준다. 기하학은 인간의 가장 도전적인 모험에 함께한 도구로, 실질적인 문제를 해결하면서 탄생했다. 고대 그리스 이전부터 과학자들이 다양한 기하학의 원리들을 통해 지구의 모양을 파악하고자 했듯이, 우주를 이해하는 데도 기하학은 중요하다. 이 책은 이러한 수학 개념들의 발달 과정뿐만 아니라 오일러, 가우스, 리만 같은 위대한 수학자들의 생애와 성격도 엿볼 수 있다.
우주에 대한 우리의 그림이 사실은 기하학으로 쓴 시임을 이 책에서 아름답게 보여 주는 저자 로버트 오서먼은 저명한 수학자이며 기하학자다. 그는 기하학에서 매우 어렵고도 흥미진진한 분야인 극소 곡면 연구에서 탁월한 업적을 이루었으며 동시에 일반인을 위해 명쾌하면서도 깊이 있는 글을 쓴 수학 저술가이기도 하다. 이 책을 통해 지성사의 위대한 만남, 즉 ‘기하학과 우주의 만남’이라는 드라마를 감동적으로 펼쳐 보여 준다. 오서먼의 현대 기하학에 대한 깊이 있는 이해와 재능이 유감없이 발휘된 이 책은 시간이 흘러도 빛을 발하고 있다. 2020년 노벨물리학상 수상자인 로저 펜로즈 역시 일찌감치 이 책의 진가를 알아보고 “수학의 다채로운 아름다움이 우주와 맺는 관계를 우아하게 보여 준다”라고 극찬한 바 있다.
우주 마이크로파 배경 복사는 저자 오서먼이 예측한 대로 관측 기술의 발달로 오늘날 훨씬 정밀한 그림을 얻게 되었으며, 이를 통해 우주의 나이도 밝혀지고 있다. 또한 우주가 단순한 3차원 공간이 아니라 좀 더 복잡한 위상적 구조를 갖는 3차원 다양체일 것이라는 가능성이 최근 관측 자료를 통해 제기되고 있다. 이러한 발전은 일찍이 이를 예측한 수학자들의 통찰력과 상상력을 통해서 가능했다. 이 책은 과학사적 설명과 다양한 그림을 제공하여 우주의 모양을 그려보는 수학적 상상력의 안경을 독자들에게 제공한다. 이를 통해 우주의 실체를 가깝게 느껴볼 수 있게끔 안내할 것이다.