우주는 어디에서 왔을까

우주는 어디에서 왔을까 - 양자물리학과 천문학으로 읽는 우주 탄생
크리스 페리.게라인트 F. 루이스 지음, 김주희 옮김 / 시공사 / 2026년 1월

*본 포스팅은 출판사로부터 도서를 제공받아 주관적으로 작성한 리뷰입니다.

크리스 페리(Chris Ferrie)와 루이스(Lewis)가 공저한 이 책은 대중 과학서의 새로운 가능성을 보여주는 야심찬 시도인 것 같다. 우주론(cosmology)과 양자역학(quantum mechanics)이라는, 언뜻 보면 서로 무관해 보이는 두 분야를 하나의 서사 안에 통합한다. 가장 큰 스케일의 과학과 가장 작은 스케일의 과학이 만나는 지점, 바로 그곳에서 우주의 근본 적인 비밀이 숨 쉬고 있다는 것이 저자들의 핵심 메시지다. 책이 다루는 주제의 조합은 처음에는 부조화스러워 보일 수 있다. 우주 전체의 기원과 운명을 다루는 우주론과, 미시적 입자들 간의 상호작용을 연구하는 양자역학은 마치 다른 세계 의 언어처럼 느껴지기 때문이다. 그러나 저자들은 이 두 분야가 필연적으로 연결될 수밖에 없음을 명확히 보여준다. 빅뱅 당시 우주는 무한히 작고 밀도가 극도로 높은 상태였으며, 이는 곧 우주 자체가 양자 법칙의 지배를 받는 양자 객체 (quantum object)였음을 의미한다. 따라서 책임감 있는 우주론적 접근은 반드시 양자역학과 씨름해야 한다. 흥미롭게도 그 역은 성립하지 않는다. 우리는 우주론을 언급하지 않고도 일상적 물체의 양자역학에 대해 충분히 논할 수 있다.

"과거 우주의 양자(The Quantum of Cosmos Past), "현재 우주의 양자(The Quantum of Cosmos Present), "미 래 우주의 양자(The Quantum of Cosmos Future)", 그리고 양자 우주의 미래(The Future of a Quantum Cosmos)"가 그것이다. 각 섹션 내에서 근본적인 질문들을 중심으로 구성된다. 왜 우주는 그토록 매끄러운 가?" "우리는 어떻게 천체의 화학적 구성을 밝혀냈는가?", 우주의 종말은 정말로 끝인가?" 같은 질문들이 이끈다. 책에 담긴 많은 내용은 두 주제를 각각 다룬 다른 대중과학서들에서도 익숙한 것들이다. 그러나 페리와 루이스가 취하는 접근 법의 핵심은 두 주제의 통일성(unity)을 최전방에 유지하는 것이다. 따라서 주제의 순서와 제시 방식이 기존에 보았던 것 들과는 다소 다르다. 서평자가 지적하듯이, 이는 이 책의 가장 큰 강점 중 하나다. 대중과학서를 많이 읽은 독자들조차도 보어 모형(Bohr model)에 대한 수많은 설명을 그냥 "예전에 본 거지..."라고 넘기기 어렵게 만드는 신선함이 있다. 잘 알 려진, 확립된 과학을 충분히 다른 관점에서 제시함으로써 새롭게 느껴지게 만드는 것이다. 매력적인 손그림 일러스트레이 션이 함께한다.

저자들이 복잡한 양자물리학적 개념을 일반인의 용어로 설명하는 솜씨는 탁월하다. 그들은 수학을 이해할 필요 없이 중요한 아이디어를 밝히기 위해 예시와 비유를 활용한다. 이것은 엄청나게 복잡한 내용이며, 단순화에도 한계가 있을 수밖에 없다. 그럼에도 불구하고 현재 우주론의 상태를 쉽게 설명하고 있다. 저자들이 궁극적으로 제시하는 것은 우주에 대한 우리의 이해가 두 모델, 즉 상대성 이론과 양자역학에 의해 지배된다는 사실이다. 두 모델 모두 그 정확성을 거듭 입증해 왔 지만, 동시에 둘 다 진리일 수는 없다는 것도 우리는 안다. 이 둘을 하나의 일관된 모델로 결합하려는 탐구는 물리학자들의 궁극적 목표로 남아 있다. 페리와 루이스는 빅뱅에서의 우주의 기원부터 은하의 진화, 별의 죽음에서부터 우주의 열적 죽음(heat death)에 이르기까지, 우주가 상대성 이론과 양자역학 양쪽에 의해 지배되는 다양한 방식들을 설명한다.

또한 저자들은 이러한 개념들이 어떻게 발전해 왔는지에 대한 역사를 요약하고, 우리의 이해에 있는 간극들을 식별하며, “만물의 이론(theory of everything)"이 어떻게 만들어질 수 있을지에 대한 아이디어들을 제시한다. 과학적 사실만을 나열하는 것이 아니라, 인류의 지적 여정 자체를 보여주는 작업이라 할 것이다. 책의 진정한 가치는 두 거대한 과학 분야 사이의 연결고리를 명확히 하면서도, 일반 독자가 접근할 수 있는 방식으로 제시했다는 점에 있다. 우주의 가장 큰 질문들 과 가장 작은 입자들의 행동이 결국 같은 이야기의 다른 면이라는 것을 보여줌으로써, 저자들은 독자들에게 통합적 세계관을 제공한다. 이는 과학이 분리된 지식의 조각들이 아니라, 우주를 이해하려는 하나의 거대한 노력임을 일깨워준다. 오랜만에 양자역학과 우주론 그리고 귀여운 그림과 함께한 책이었다. 오늘 밤에도 밤하늘을 바라보면서 우주를 생각해 본다.