과학오디세이 유니버스 : 우주·물질 그리고 시공간

과학오디세이 유니버스 : 우주·물질 그리고 시공간

세상 모든 것이 궁금한 과학자의 지적 여정

안중호 저 | MID 엠아이디 | 2021년 12월 10일

EPUB(DRM) | 92.50MB


책 소개

‘세상은 어떻게 존재하고 왜 있는 것일까?’ 이는 세상의 근원과 존재의 이유를 묻는 ‘궁극적 질문’이다. 이처럼 근본적이고 심원한 질문에 대한 응답은 종교와 철학의 영역으로 간주해 왔다. 하지만 종교와 철학 또는 인문학은 저마다 주관적이고 사변적인 대답을 내놓으며, 미궁에 빠지기 일쑤였다. 반면 현대과학은 20세기 후반 이래 무수한 발전을 이루며, ‘궁극적 질문’에 대한 최종적 답을 제시하기 시작했다. 우주 또는 생명의 근원과 이유를 이처럼 경이롭고 분명하게 설명하는 과학은, 무엇으로도 대체 불가능한 ‘대서사시’에 비유될 만하다.

『유니버스』는 현대 물리학과 우주과학의 최신 이론과 연구 동향을 집대성한 과학 교양서다. 지난 20여 년간 과학은 급속히 발전하며 전대미문의 성취를 이뤄냈다. ‘표준빅뱅 이론’, ‘양자역학’, ‘표준모형’, ‘끈 이론’, ‘고리양자중력 이론’ 등이 그 대표적 성과로, 이러한 이론들은 우주가 ‘어떻게’뿐만 아니라 ‘왜’ 생겼는지를 명확히 답하는 ‘궁극의 이론’으로 발전 중이다. 이 책은 복잡한 수식을 배제하고, 일반인들도 쉽게 이해할 수 있는 문장으로 누구나가 우주와 물질의 근원을 찾아 나설 수 있도록 안내한다.

『유니버스』는 생명과 마음의 기원을 다룬 『라이프』의 쌍둥이 책이자, ‘과학 오디세이’ 시리즈 일부다. 이 시리즈는 기나긴 우주와 생명의 ‘대서사시’를 통해 우주와 생명의 본질을 통찰하며, 독자들이 삶의 의미를 깨달을 수 있도록 인도한다. ‘과학 오디세이’ 시리즈는 과학을 통해 궁극에 다가서는 심원한 인문교양서로서, 세상을 바라보는 새로운 관점을 제공한다.
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목차

시작하는 글

1 장
우주는 어떤 모습을 하고 있을까?
볼 수 있는 세상의 끝 | 우주의 크기
끝없는 유한함 | 관측 가능한 우주 너머
별 하나, 나 하나 | 우주에 있는 별의 개수
우주 속 인류의 보금자리 | 태양계 가족의 새 분류
해왕성을 넘어 | 태양계의 먼 천체들
영원하지 않는 이웃 | 가까운 항성들
용이 사는 개울 | 새로 밝혀진 우리은하의 구조
약육강식의 세계 | 은하들의 상호작용
떠돌며 무리 지으며 | 은하군과 은하단
장대함의 끝 |필라멘트, 장성 그리고 보이드
천체가 거대한 이유 | 우주팽창의 발견 과정
기이한 팽창 | 우주팽창에 대한 오해들
태초의 열은 어디로 갔을까 | 빅뱅의 증거들
우주의 불꽃놀이? | 빅뱅에 대한 오해들
빛으로 이루어진 화석 | 우주배경복사
보이진 않지만 존재하는 | 암흑물질의 존재 근거
존재하지만 정체를 모르는 | 암흑물질의 후보들
가속페달을 밟은 우주 | 암흑에너지
아인슈타인의 위대한 실수 | 장 방정식과 우주상수
텅 빈 곳에도 있는 그것 | 진공에너지
기적 같은 우연의 일치 | 표준빅뱅이론의 의문점들
상상을 초월하는 팽창 | 인플레이션
모든 물질의 기원 | 우주에 물질이 있는 이유
우주물리학자들이 쓴 시나리오 | 우주의 과거사

2 장
물질은 어떻게 구성되어 있는가?
원자는 실체인가? | 원자의 실제 모습
인간지식의 금자탑 | 양자와 양자역학
원자보다 작은 것들 | 전자와 원자핵의 발견 이야기
건포도 푸딩에서 행성으로 | 보어의 원자모형
식당 테이블 보에 적은 수식 | 물질파
돌지 않는 이상한 팽이 | 전자의 스핀
아이들의 물리학 | 양자역학의 탄생
에로틱한 폭발 | 슈뢰딩거 방정식
펜치로 티눈 빼기 | 하이젠베르크와 불확정성 원리
음의 에너지로 가득 찬 세상 | 반물질
양자역학의 주류적 견해 | 코펜하겐 해석
신이 무엇을 하든 참견 말라 | 아인슈타인의 패배
동시에 죽어 있고 살아 있기 | 슈뢰딩거의 고양이
하나로 얽힌 세상 | EPR 역설
또 다른 내가 사는 세상 | 여러 세상 해석
입자인가 장인가 | 양자장론과 양자전기역학
소립자들의 주기율표 | 표준모형
맛깔 있고 자유로운 입자 | 쿼크와 렙톤
힘의 중재자들 | 게이지 보손과 자연의 4힘
땅이 꺼지지 않는 이유 | 전자기력과 광자
세상에서 가장 강한 접착제 | 강력과 글루온
맛깔을 바꾸는 요술 | 방사선 붕괴와 약력
신의 입자인가 빌어먹을 입자인가 | 힉스입자
모든 물리학의 핵심 원리 | 대칭성과 그 깨짐
기적 같은 덧셈 뺄셈 | 계층성 문제와 초대칭성
모든 힘을 하나로 | 대통일이론
훌륭한, 그러나 완벽하지 못한 | 표준모형의 숙제들

3 장
세상은 왜 있을까?
삼키고 증발하고 | 블랙홀
진동하는 끈이 물질이라고? | 끈 이론
돌돌 말리고 숨겨진 | 여분의 차원
막, 매직, 미스터리, 마더 | M-이론
막으로 된 세상 | 막 세계 우주론
영원히 큰 불이 반복되는 | 에크피로틱 우주
무수히 생겨나는 아기들 | 혼돈 인플레이션 우주론
색즉시공 공즉시색 | 저절로 생겨나는 우주
또 다른 세상들 | 다중우주, 평행우주
인간을 위해 우주가 존재한다고? | 인류의 원리
세상은 옷감일까? | 고리양자중력 이론
있는 듯 없는 듯 | 공간의 실체
세상의 시작은 있는가? | 최초의 시간
시간은 환상인가? | 시간의 문제
보다 높이, 보다 멀리 보기 | 궁극의 이론

맺는 글
감사의 글

부록
1. 아인슈타인의 장 방정식
2. 프리드먼의 방정식과 음의 압력
3. 우주의 평평도
4. 가짜 진공과 인플레이션
5. 슈뢰딩거의 파동방정식
6. 파인만 도형(다이아그램)
7. 광속과 특수상대성이론, 정지질량

참고문헌 및 주석
추천도서
그림 출처