별 너머에 존재하는 것들 : 우주의 95%, 보이지 않는 어둠에 관한 과학 서사 (양장)

별 너머에 존재하는 것들 : 우주의 95%, 보이지 않는 어둠에 관한 과학 서사 (양장)

$19.80
Description
《마지막 지평선》 아메데오 발비 교수의
우주의 95%, 짙고 깊은 ‘어둠’에 관한 이야기
“왜 밤하늘은 어두운가?”에서 시작된,
‘빛’과 ‘어둠’을 둘러싼 우주에서 가장 우아하고 지적인 논쟁!
《마지막 지평선》아메데오 발비의 별빛 너머 우주의 95%, 짙고 깊은 ‘어둠’에 관한 이야기


“‘암흑 물질과 암흑 에너지에 접근하려면, 중력이 결정적인 거시 세계와 중력이 무시되는 미시 세계가 결합된 우리가 상상하기 어려운 우주의 시작점을 이해해야 하고, 그 후 방정식 안에서나 존재하는 무수히 많은 우주 시나리오를 고려해야 하는데, 저자는 이를 탁월하게 설명해낸다.” ─ 황호성, 서울대학교 물리천문학부 교수

“누가 스티븐 호킹만이 과학을 대중화할 수 있다고 말했던가? 이 책은 다른 뛰어난 과학책과 비교해도 단연코 매력적이다. 이런 글쓰기 능력은 자료를 ‘지배’할 때나 가능한 이야기다.” ─ 내셔널 지오그래픽 매거진(National Geographic Magazine)

우주배경복사(Cosmic microwave background radiation)의 비등방성을 세계 최초로 규명하며 우주의 구조가 유클리드(평면) 구조임을 확인했던 이탈리아 최고의 천체물리학자이자, 특히 우주론과 우주 생물학 분야에서 빼어난 활약을 펼친 아메데오 발비(Amede Balbi) 교수의 신작으로, 우주의 95%를 차지하는 것으로 추정되는 암흑 물질과 암흑 에너지를 둘러싼 신비와 논쟁을 추적한 책이다.

수십 년 동안 ‘암흑 성분’은 그 존재가 유력하게 예측됐지만, 정황적인 증거만 쌓였을 뿐 그 결정적인 실체가 입증되지 못하며 위기에 봉착해 있다. 암흑 물질로 유력해 보였던 신비한 입자의 발견이 지연되고 암흑 에너지에 관한 물리적 난제가 풀리지 않으면서, 일반상대성이론에 기초해 빅뱅(Big Bang)으로 정점을 찍은 표준 우주 모형(Standard model of cosmology)이 그 아성마저 위협받고 있다. 중력 이론에 회의론이 등장하는가 하면, ‘지적 설계’, ‘인류 원리’, ‘지구 평면설’ 등 유사 과학까지 그 약한 고리를 비집고 들어오며 우주론 분야가 일대 혼란의 시간을 겪고 있는 것처럼 보인다.

하지만, 저자는 표준 우주 모형의 근간이 되는 암흑 성분이 우주를 설명하는 데 여전히 그럴듯한 대안이며, 관측이 이를 뒷받침하고 있다고 지적한다. 다만, 암흑 성분과 관련해 무언가 놓치고 있을 가능성과 잘못된 전제가 없는지 살펴보는 것은 과학의 본분으로, 성찰적 검증이 필요하다는 것. 이 책은 이 같은 별 너머에 존재하는 어둠에 관해, 과거의 과학자가 그랬던 것처럼 처음으로 돌아가 ‘사건의 지평선’ 밖 보이지 않는 것들의 속성을 재고하며, 이후 전개된 발견과 논쟁의 과정을 담아냈다. 그 시작점은 바로 “왜 밤하늘은 어두운가?”라는 아주 단순한 질문이다. 어쩌면, 이 질문에서 시작해 우주의 기원과 팽창을 이해하고 암흑 물질의 존재를 짐작하게 됐으며, “왜 아무것도 없는 공간은 없을까?”라는 질문으로 눈에 보이지 않는 암흑 에너지의 존재도 추정할 수 있었던 것이 아닌가. 암흑 성분으로 상징되는 우주의 어둠을 쫓다 보면 은유와 직관이 교차하는 아름다운 우주를 만끽할 수 있을 것이다.

저자

아메데오발비

이탈리아의저명한천체물리학석학.로마토르베르가타대학교(TorVergataUniversityofRomaII)물리학과에서천문학및천체물리학교수로재직중이다.초기우주의물리학,암흑물질과에너지문제,우주에서의생명체탐색을포함한우주를둘러싼광범위한주제가그의주된연구대상으로,집필한과학논문만도100편이넘는다.특히,우주론계수들의값을세계최초로정확히측정하고,우주기하학적구조를규명하는데큰공헌을했다.국제천문연맹,기초질문연구소(FQXi),국제우주학회SETI상임위원회,이탈리아천체생물학회과학평의회의정회원이기도하다.

과학의대중화활동도활발하다.다양한교양과학TV프로그램의고정패널로출연하는한편,《사이언티픽아메리칸(ScientificAmerican)》,《라레푸블리카(laRepubblica)》,《라스탐파(LaStampa)》등과학지와종합일간지를넘나들며대중을위한글쓰기를이어가고있다.또와이어드넥스트페스트(WiredNextFest),토리노도서전,테드x로마(TEDxRoma)등다양한행사에서공개강연을하고있다.

《별너머의어둠(Ilbuiooltrelestelle)》을비롯한10여권에이르는대중과학서를집필했는데,그중이책《마지막지평선(L’ultimoorizzonte)》은2021년이탈리아의과학자,교수,학생등1만명이심사배심원으로참여해2년간가장대중적이며권위있는과학저작물에수여하는6회아시모프상(PremioAsimov2021)수상작으로선정되는영예를안았다.아시모프상선정위원회는이책을수상작으로선정하며“과학적현실과비교할때귀중한사례들이증명되었으며,이론과기이한수학공식들이묘사하는현실사이를연결하는훌륭한지침서”라는심사평을남겼다.

목차

추천사_왜밤하늘은어두울까?
한국어판서문
서문

I
어둠속을들여다보며
Scrutandonelbuio

1낭비되는광자는없다
2어두운밤하늘의역설
3확장된시선
4화석빛
5어둠너머

II
암흑물질
Scrutandonelbuio

6우주는평평하다
7사라진물질이있다
8아무것도없는세계
9신비한입자
10단서는많지만,범인이없다

III
제5원소
Scrutandonelbuio

11아인슈타인의실수
12가속
13빈공간
14불확실한운명
15어둠을해석하는법

출판사 서평

“태양빛에만의존하는인간은어떻게‘어둠’을인식하는가?”
아메데오발비,별너머로사라진‘95%의존재’를묻다

우주배경복사(Cosmicmicrowavebackgroundradiation)의비등방성을세계최초로규명하며,우주의구조가유클리드(평면)구조임을확인했던이탈리아최고의천체물리학석학이자,특히우주론과우주생물학분야에서빼어난활약을펼치고있는아메데오발비(AmedeBalbi)교수의신작으로,우주의95%를차지하는것으로추정되는암흑물질과암흑에너지를둘러싼신비와논쟁을흥미롭게추적한책이다.저자는이책에서암흑물질로유력한입자로추정되던윔프(WIMP)의발견이불확실해지고,암흑에너지로추정되는진공에너지값에관한물리적난제가풀리지않으면서,일반상대성이론에기초해빅뱅(BigBang)으로정점을찍은표준우주모형(Standardmodelofcosmology)이그아성을위협받고있다고진단한다.수정뉴턴역학같은표준우주모형에대한합리적인대안이론이등장하는가하면,‘지적설계’,‘인류원리’,‘지구평면설’등유사과학까지도그약한고리를비집고들어오며우주론의성역이일대도전의시간을겪고있다는것이다.

하지만저자는암흑성분(암흑물질과암흑에너지)의추정이단순히과학자들의상상으로만들어진것이아닌,인류가별빛너머에있는어둠을이해하는과정에서필연적으로탄생할수밖에없었음을지적하며,유사과학이직접적인증거의부재를틈타‘관측불가능성’에기초한불가지론에기대어과학을희화화하는것이아닌지강력히의심한다.과학의진전이다소더디게진행될때일어나는전형적인부작용이라는것이다.따라서이모든것의처음으로되돌아가암흑물질과암흑에너지의탄생을재고함으로써빠진것이없는지,계산상의오류혹은전혀다른3의가능성을과학적개방성의원칙에따라충실히생각해보는시간을갖는다.별너머에존재하는어둠에관해,과거의모든과학자가그랬던것처럼처음으로돌아가우주를가득채우고있는미지의어둠을재고하는것이다.어둠의본성을이해하는것이야말로위기에빠진우주론을다시정립하고,무엇보다‘우리가여전히모르고있는95%의우주’를이해하는실마리가되기때문이다.이과정은마치일련의알리바이를두고벌이는용의자와수사관사이의치열한심리싸움을연상시킬만큼흥미진진하게전개되는데,독자들도단순한과학의수용자가아닌관찰자로서암흑성분을함께추리해볼수있다.

“왜밤하늘은어두운가?”에서시작된,
‘빛’과‘어둠’을둘러싼,우주에서가장우아하고지적인논쟁!

불과수세기전까지만해도,하늘을올려다보고별자리를그리기시작한최초의관측자들은맨눈으로보이는작은별뒤에무엇이숨겨져있는지감히상상조차하지못했다.그후,과학의눈부신진전으로인류는놀라운결과를얻었고,우주의가장먼곳까지탐험하면서우주의전체구조와그기원과진화를지배하는체계에관해매우만족스러운그림을얻어내기에이르렀다.하지만여전히우리가우주를안다고하기에는턱없이우주를모른다.천문학자들은전체우주의5%에불과한물리적특성만을이해했을뿐,남은95%의존재를특정하지못하고있다.간접적으로나마,유력한용의자로암흑물질과암흑에너지를의심하지만,수십년이지금도그혐의를입증할결정적증거를손에쥐지못하며위기에봉착해있다.

지금까지밝혀진바에따르면,암흑물질은입자형태이면서보통의물질과잘섞여있으며,자연계에알려진네가지힘(중력,전자기력,강한핵력,약한핵력)중에서중력으로밖에상호작용을하지않는다.그래서어디에있는지곧찾아낼수있을것같아도빛에반응하지않으므로그정체를파악하는데어려움이많다.또,암흑에너지는입자라기보다어떤에너지의형태로우주전공간에퍼져있는것으로추측되는데,놀랍게도밀어내는힘인척력을작용한다고알려져있다.이척력이우주가팽창하고있는그비율을점점더빨라지게만드는,즉가속팽창을유발한다고생각하고있다.실제여러가지관측결과를잘설명하기때문에암흑에너지의필요성에관해많은학자가공감하고있으나,정작가장큰문제는이베일에싸인에너지가무엇인지알수없다는점이다.

그렇다면,왜이모든것의실체적증거가나오지않는걸까?또오랜시간이경과했음에도,왜명확해지는것이아니라혼란스럽게보이는걸까?중력과만상호작용한다는전제부터지나친억지시나리오가아닐까?보이지않으니,물리적도구로도발견될수없는건아닐까?우리가아는중력의규칙과또다른물리법칙이존재하는것은아닐까?마치모든것이밑바닥부터논리적이고조화로운방식으로올라오는놀라운형식의일반상대성이론처럼,암흑성분또한중력과양자가공존하는영역에서의심의여지없이이론적토대위에설수있을까?그것도아니라면,애초에아예존재하지않은물질과에너지를실체로상상한것이아닐까?이책은이모든의문에대한답을찾는과정을담아냈다.

“누가스티븐호킹만이과학을대중화할수있다고말했던가?”
‘우주의어둠’에관한아메데오발비의가장아름다운교양과학서!

암흑물질과암흑에너지의존재를예측한지무려40여년을넘겼다는것이어쩌면심각한결함으로보일수있다.하지만기껏한세기이내의짧은수명을기대할수있는인류의조바심일수도있다.뉴턴과아인슈타인으로대표되는17세기,20세기의두과학혁명도우주의시간으로보자면보잘것없는최근에서야이뤄졌다.우리는여전히혼란스럽지만,과거에가지지못했던새로운도구들(이를테면,중력파의발견처럼)을하나둘손에얻고있다.언젠가는이둘의진위가밝혀지는날은올테지만,정체가밝혀지기전까지모든가능성에대해서이리저리맞춰보는게더재미있을수있다.마치직소퍼즐을다맞추기위해서며칠동안낑낑대며괴로워하는시간이지나야나중에완성된멋진그림을보면서그힘들었던시간을추억하듯이말이다.다행히이책의저자인아메데오발비교수는별너머저편,어둠의속성을이해하려는독자들에게암흑탐사의길잡이로서훌륭한역할을해낸다.서울대학교천문물리학부황호성교수의추천사를빌려표현하자면,“일반인들이암흑물질과암흑에너지에접근하려면,중력이결정적인거시세계와중력이무시되는미시세계가결합된,감히상상하기어려운우주의시작점을이해해야하고,그후방정식안에서나존재하는무수히많은우주적각본을고려해야하는데,저자는이를탁월하게설명해낸다.”

저자아메데오발비는천체물리학과우주론연구현장을떠나지않으면서도,일반대중을위한과학교양서를꾸준히발간하는몇안되는과학자로유명하다.그래서그런지개념에관한직접적인설명보다‘왜’라는문제제기를통해과거천문학자들이밟았던생각의궤적을이해하도록하며,독자들이자연스럽게우주의실체에다가설수있도록돕는다.어쩌면저자의이러한과학글쓰기는철학보다더철학적이고,역사보다더역사적인추론으로자칫메말라보이는우주탐사를참서사적이게하는면이있다.그래서이책이더욱우아하게느껴지는지도모르겠다.암흑물질과암흑에너지로상징되는암흑성분을규명하는일은우리가여전히모르는95퍼센트를알아가는매우중요한일로서,우주의기원과구조에관한우리지식의토대가맞는지확인시켜줄매우중요한과제다.독자들도어딘가신비롭지만기묘하고,손에잡히지않는‘어둠의세계’를이해함으로써드넓은우주의신비에한발더다가서는기회를얻을수있을것이다.