우주에관해우리가알수있는한계가있을까?
있다면,이미그한계에도달했을까?
우리는우주의나이도아주정확하게알고있고,우주를구성하는물질과에너지그리고대규모의구조도알게되었다.우주가초기에복잡하지않고단순한상태에서우리가사는지금의풍부하고복잡한상태로진화하게만든물리적체계도파악되었다.하지만공간과시간의경계쪽으로가다보면,우리의도구와개념을심각한시험에들게하는문제와마주하게된다.우주는유한할까,무한할까?공간과시간은시작이있었으니끝도있을까?자연법칙이과거에는달랐을수있을까?우리우주외에다른우주가존재할까?왜아무것도없는것이아니라무엇인가가있는것일까?_본문p.17
미국,유럽연합등이공동개발해발사한제임스웹(JamesWebb)우주망원경이태양계외부의별과은하들에대한기대이상의결과를보내오면서우주관측의신기원을열었다는평가가지배적이다.실제로속속공개되는매우사실적인이미지들은지금껏최고의망원경이었던허블이보내온결과물에비해훨씬더생동하는우주의경이로움을만끽하게해준다.더군다나천체물리학의숙원이었던외계생명체의힌트가발견될수있으리라는기대감을그어느때보다키우고있는것이사실이다.이는분명,지난세기이래인류가축적한과학발전의놀라운결과물로서,먼우주지평선밖무지의경계를좁히고,어둠에가려진우주를알고자하는인류의또하나의진전으로평가받을만하다.
그런데,이렇듯가파르게발전하는현대천체물리학이우리가알고싶어하는우주에관한만족스러운답을주고있는지생각해보면조금은다른문제가된다.이상하게들릴수있지만,우리에게상당한고품질의새로운데이터들이넘쳐나게되었고,기존우주에관한그림의아주미세한부분들이상당한수준으로재구성되고있지만,20세기우주의시대를연아인슈타인의일반상대성이론에서시작해우주의전체적인그림을그려낸빅뱅모형이확립된세기말이래,최근십수년간의성과는이러한우주에관한전체적인형세를극적으로변화시키지못했다.
새천년이후무슨일이있었을까?이책의저자이자이탈리아의천체물리학자아메데오발비는“실망스럽기그지없게,놀라울정도로별일이없었다”라고지적한다.우리는여전히우주가팽창하기시작한그직전우주의시작(급팽창)을여전히규명하지못했고,우주대부분을차지하는암흑물질이있는건짐작하지만,그게뭔지전혀모른다.우주상수(암흑에너지)는우주가속화를설명하는데최선의선택지이지만,이론적인면에서여전히의혹이남아있다.우주지평선밖으로가면,우리가사는우주가유일한하나의우주인지여러우주중하나인우주인지알지못하고,이넓은우주의유일한우주인지도확신하지못한다.더안좋은소식은저먼풍경의그림자부분을비출수있는빛이있을거라는보장이없다는것이다.간혹작은변수로보이는것들이나올때마다새로운길을알수있을것이라는희망을품었지만,진실을파보면의미있어보이는것이단하나도없었다.
친숙한영토가끝나는지평선너머,
우리는무엇을알고무엇을모르고있을까?
우주에관해우리가알수있는한계가있을까?있다면,이미그한계에도달했을까?이런질문은특히우리가길을가는데목적지에서점점멀어지는느낌이들때,혹은극복할수없을것같은장애물을마주하게됐을때생각해볼가치가있다.그런데과학사에두가지극단적인상황에빠질때가잦았다는점을염두에두고있어야한다.그두가지는‘우리는결코우주에관해알수없을것이다’와‘우리는이미알아야할것은다알고있다’이다._서문中에서
그러면오늘날우리가우주에관해알고자하는수많은노력이과소평가되어야할까?물론그렇지않다.저자는“엄청난노력과시간을써가며매우다양한수단과방법을동원해누적된엄청난양의관측을통해해석해낼수있었다는사실을과소평가하면안된다”라고말한다.다만“원숙한나이에느껴지는느림과비슷해보이는시기”라는것이다.따라서지금이시기에물리학의과거와현재를되돌아보고,인간의인식과과학의한계를성찰하고,할일과알아야할것이무엇이남았는지자문하는일이먼저다.극적으로빅뱅모형이자리잡은후과학의낙관론이팽배해지면서우주의기원과구조,물질등이규명될것이라고기대했지만,결정적증거가나오지않았음을기억해야한다.과학이우주의모든것에답할수있다는오만함에사로잡혀길을잃고있는것은아닌지자문해야한다.
그런면에서이책은정체기(혹은원숙기)에이른우리천체물리학에관한자기성찰적과학서다.20세기이래로확립된우주에관한생각을정리해보고,새로운세기로들어선이래교착상태에빠진생각들,그리고오늘날과학의권위에도전하는주요한물음에답함으로써우주를향한과학의현재와앞으로가야할길을모색하는것이다.
I부에서는아인슈타인마저고집했던정적인우주모형에서동적인우주모형이자리잡게되기까지,일반상대성이론의발견과우주팽창의증거등을통해우리가어떻게우주가지금과같은방식으로존재한다고확신하게되었는지설명한다.II부에서는우리물리학의확신이덜하고불완전한개념을갖는새로운풍경에관한이야기가담겨있다.우주를구성하는미지의물질과에너지,구조,기원,급팽창등천체물리학계에서여전히풀리지않는논점을점검한다.III부에서는논의를잠시멈춰우리를혼란스럽게하는난관과우주에관한우리지식의한정적,혹은영구적인한계를성찰한다.일반상대성이론과양자역학의불협화음,팽창하는우주공간에서빛을통해우주를관측해야하는한계(우주지평선),시공간의시작과끝을인식할수있는지등우주에관한좀더근원적인물음이포함되어있다.그리고대단원VI부에서는우리가아는것의극단까지밀고나가과학연구의권위에도전하는질문들에답한다.다중우주,외계생명체의존재,지적설계등과학이애써외면해왔지만,반복해서제기되는궁금증들을하나하나풀어보면서천체물리학의역할,더나아가과학이답할수있는한계와과제에관해생각하는시간을갖는다.
시공간의기원에서다중우주,외계생명체존재까지
현대우주론과천체물리학의최전선!
“우주지평선의존재는빛이(혹은기타다른신호)공간을이동하는데걸리는시간에제한이있다는사실과밀접한관련이있다.그래서우리는빅뱅모형에서138억년이전으로는거슬러올라갈수없다.반면,영원하고변하지않는우주라면지평선이없을것이다.이우주에서는매순간멀리떨어져있는임의의지역에서오는신호를받을수있는데,이신호는엄청나게오랜시간이걸리더라도충분한시간동안이동해우리에게전달될것이다.”_본문p.163中
이책을읽다보면,과학과인문이훌륭히버무려진한편의과학서사를만끽하는경험을느낄수있다.그도그럴것이,우발적으로탄생한모르는것투성이우주에서규칙을찾아내려했던물리학자들의인간적인환희와절망이생생하게담겨있기때문이다.우주에관해이미알만한것은알고있다는환희가한순간아무것도모른다는사실로뒤바뀌었을때오는절망,그리고그절망을떨치고다시도전해온것이우리과학의진면모였다.
저자자신도우주급팽창모형에헌신해온현장천체물리학연구자로서환희와절망을함께맛본장본인이다.그런덕분에최신우주론에정통한학자로서이표준우주모형을포함해서우리가우주에관해무엇을알고있고무엇을모르고있는지를제대로알고있으며,이것들을독자의눈높이에맞게친절하게설명해주고있다.우주에관해어떤질문을해야하는지를잘알고있고,그질문에대한답을어떻게찾아야할지잘알고있다.학문적인내용임에도저자는다양한대중강연과과학서집필경험덕분에독자들이궁금해하는취향을제대로알고설명해준다.특히우주를연구하다보면자연스레인간과우주의기원에관해관심이가게되고,그러다보면인간과신의존재에대한근본적의문을품을수밖에없는데,이책은마치잘쓰인인문서처럼사고의맥락을따라물흐르듯이전개된다.
이책은과학서적으로는드물게베스트셀러에오르며이탈리아대중의큰사랑을받은저작물이다.특별히,이탈리아정부가주관한2021년아시모프상(PremioAsimov2021)수상작으로선정되는등이탈리아최고의대중과학저작으로평가받기도했다.아시모프상은유명한작가이자과학자인아이작아시모프를기려만든여러상중하나로,이탈리아어로편집된책중에서가장우수한대중과학저작물에수여되는이탈리아과학계에서가장권위있는상이다.이상이특별한이유는1만명의고등학생,고등학교선생님,연구원,대학원생,교수,기자등다양한분야의사람들이참여해읽고검토하고직접투표해서결정되는만큼많은사람의사랑을받은책이라는점이다.여러모로,내용의깊이못지않게읽는재미가아주인상적인책이다.왜많은이탈리아사람들이이책을최고의과학서로선택했는지궁금하다면,찬찬히아득하고먼우주를함께만끽하기를바란다.
추천사
“내용의깊이못지않게전달력이아주인상적인책이다.왜많은이탈리아사람들이이책을최고의과학서적으로선택했는지궁금하다면,찬찬히아득하고먼우주를만끽하며읽어보시길바란다.”
─황호성,서울대학교물리천문학부교수
“이매혹적인여행에서가장충격적이면서놀라운점은불과100년전만해도이모든것에대해우리가아는것이라곤거의없었다는점이다.”
─클라우디오엘리도로(ClaudioElidoro),이탈리아의천문학자
“우주론과천체물리학이야기를담고있지만,엄밀하게는우리의인지적한계,우리가발견하고탐험해야할남은과제와그러기위해우리가찾아야할길에관한이야기가담긴책이다.”
─이탈리아국립천체물리학연구소매거진
