[강신철]한 줄기 빛으로 시작된 우주의 탄생

별과 행성·그리고 인간은 어디서 왔는가? 우주기원 흥미롭게 풀어

[백북스와 함께 읽는 책 - 오리진:140억년의 우주진화 ]

우주는 어떻게 시작되었을까? 별과 행성은 어떻게 생겨났을까? 그리고 우리 인간과 같은 생명체는 어디서 어떻게 탄생했을까? 이 책은 우주 탄생의 순간부터 생명의 비밀까지 모든 것의 시작을 흥미롭게 탐색해 나간다. 코페르니쿠스의 지동설에서부터 시작된 근대 과학 이후 20세기 아인슈타인의 상대성 이론과 양자역학, 초끈이론에 이르기까지 우주와 생명의 비밀을 풀기 위해 인간이 이룩한 과학적 성과들을 비전공자들도 이해하기 쉽게 설명했다.

우리에게 익숙한 자연현상을 설명하기 위해 물질, 에너지, 공간, 그리고 시간을 다루는 물리학을 천문학에 적용하면 천체물리학으로 발전한다. 만유인력과 운동, 전자기 현상, 열역학 등으로 대표되는 고전 물리학은 인간의 감각을 통해 관찰할 수 있고 실험해서 증명해 보일 수 있기 때문에 이해하기 쉽지만, 입자물리학과 양자역학으로 대표되는 현대물리학은 인간의 감각 저 너머에서 일어나는 현상들을 다루기 때문에 일반인들은 이해하기 힘들다. 그러나 우주의 기원과 생명의 기원을 깊이 있게 이해하고 싶다면 현대물리학의 세계로 들어가야 한다.

양자역학과 상대성이론을 모르더라도 일상생활을 살아가는 데는 아무런 지장이 없겠지만, 암흑물질, 대폭발(빅뱅), 반(反)물질, 우주배경복사, 블랙홀, 퀘이사 등 우주의 경이로움과 생명탄생의 비밀을 풀기 위한 흥미로운 주제들은 남의 이야기가 될 것이다. 현대물리학을 공부하는 것은 다른 지식에 비해 실용성이 떨어질지도 모른다. 그러나 우주적 존재로서의 '나'를 이해하기 위해서는 반드시 공부해야 할 영역임에 틀림없다.

우주가 처음 폭발한 시기에는 온도가 1조도가 넘었고 무수히 많은 경입자들이 생성되기 시작하였다. 이때는 물질과 반물질의 구분도 없고 우주에 작용하는 힘도 하나로 통일돼 있었다. 우주는 급격히 팽창하기 시작하였고, 온도는 급격히 내려갔다. 하나로 통일되어 있던 힘이 전자기력, 약한 핵력, 강한 핵력, 인력 등 네 가지 힘으로 분리되었다. 무거운 입자들이 생겨나고 물질과 반물질의 비대칭이 발생했다. 우주가 시작되고 1초의 시간이 지났을 때, 원자핵이 형성되기 시작하였고, 이때 형성된 원자핵의 90%는 수소였고, 약 10%는 헬륨이었다. 우주가 시작되고 불과 2분이 지나서 드디어 우리가 지금 숨 쉬고 만지고 느낄 수 있는 물질들의 기본원료가 만들어진 것이다.

손톱만한 크기에서 한 줄기 빛으로 시작된 우주, 우리가 속해 있는 우주 하나만 있는 것인지, 그 우주 안에 은하, 태양계, 행성과 위성은 어떻게 생겨나고 얼마나 많이 존재하는지, 생명이 어떻게 탄생했는지, 또 다른 형태의 생명이 우주에 존재하는지, 수십억 광년이나 떨어져 있는 별을 구성하고 있는 물질의 성분, 나이, 밝기 등은 어떻게 알 수 있는지 등 신비한 과학적 사실들이 사진과 함께 흥미롭게 전개된다.

생소하고 난해한 용어들이 등장하여 다소 따라가기 어려운 부분도 있으나, 지질학, 생물학, 화학 그리고 천체물리학 등 저자들의 해박한 가로지르기 지식을 배경으로 복잡한 주제들을 소주제로 나누고 앞 장에서 언급한 이야기들을 뒷장에서 요약해주는 형식으로 일반인들도 흥미를 잃지 않고 끝까지 읽을 수 있게 서술했다. 우주와 생명의 기원에 흥미를 가지고 있는 독자들에게 일독을 권한다.