[드디어 만나는 천문학 수업] 블랙홀부터 암흑 물질까지··· 인류 최대의 질문에 답하다 천

드디어 만나는 천문학 수업 - 블랙홀부터 암흑 물질까지, 코페르니쿠스부터 허블까지, 인류 최대의 질문에 답하는 교양 천문학 ㅣ 드디어 시리즈 8
캐럴린 콜린스 피터슨 지음, 이강환 옮김 / 현대지성 / 2025년 7월

<북유럽 서평 카페의 소개로 출판사로부터 

책을 제공받아 주관적으로 작성한 글입니다.>

"지구 위의 모든 생명체를 구성하는 원자는 우주에서 왔으며 우리가 다른 행성, 나아가 생명체를 만드는 데 일조한 별빛을 올려다보며 진화했다는 것은 아주 낭만적이고 시적이며 놀라운 일입니다. 별에 대한 호기심과 애정은 우리의 유전자에 깊이 새겨져 있습니다. 우주와 우리의 DNA는 연결되어 있습니다. 우리를 비롯해 지구상에 존재하는 모든 생명은 빅뱅의 순간을 거쳐 넓은 우주가 형성되고 별이 서로 충돌하고 생성되고 파괴되는 과정에서 만들어진 원소로 이루어져 있기 때문이지요. 즉 우리는 모두 별에서 온 존재, 별의 아이입니다."(p.15)

이 책 『드디어 만나는 천문학 수업』의 〈서문〉(〈들어가며〉)의 일부이다. 우리는 누구나 하늘에 별이 떠 있고 달이 있고 태양이 있다는 사실을 어렸을 때부터 보고 배웠다. 우주의 일부인 태양계, 그리고 태양계의 하나인 지구가 우리가 사는 곳이다. 태양은 빛이 너무 강해 직접 보기 어려웠지만 달과 별은 늘 밤 하늘에 있었다. 독자가 '있었다'란 과거형 시제로 표현했지만, 그 사실은 지금도 변함이 없다. 다만 대도시 등 대기 오염이 극심한 곳은 찾으려 해도 보이지 않는다. 이들 지역에 사는 사람들은 이젠 굳이 찾으려 하지도 않는다. 대신 이들은 달과 별을 집안에 들여놓았다. 인터넷을 통해 찾으려면 언제나 가능하기 때문이다.

우리는 실제이든 상상이든 영상이든 예전처럼 늘 하늘을 보고, 별과 달을 볼 수 있다. 그러나 ‘진짜 우주’를 아는 사람은 많지 않다. 이 책은 그런 우리에게 우주의 문을 열어주는 책이다. 이 책은 단순한 정보 모음에 그치지 않는다. 태양계, 항성, 블랙홀, 은하, 외계 생명체, 암흑 물질, 빅뱅 우주론까지···. 저자 캐럴린 콜린스 피터슨은 이 책이 "천문학의 핵심 주제를 체계적이면서도 대중적으로 엮은, 쉽고도 밀도 높은 입문서"라고 말한다. 집필 이유이기도 하다. 

저자는 이 책을 통해 방대한 우주의 흐름을 여행하듯 흥미롭게 풀어내며, 지구에서 가장 가까운 행성부터 가장 먼 은하에 이르기까지 우리의 모든 궁금증에 과학적이면서 시적인 언어로 답한다. 수십 년간 천문학의 대중화에 힘써온 저자는 미국 천문학회와 과학작가협회 정회원으로 활동하면서 ‘과학은 좋아하는 것이 먼저’라는 철학 아래 우주를 시처럼 설명하고 과학을 이야기처럼 풀어낸다.

복잡한 수식 없이 천문학을 이해할 수 있도록 설계된 이 책에는 나사(NASA, 미 항공우주국)이 제공한 공식 이미지를 포함해, 사진 50여 점과 실제 관측 팁까지 담겨 있다. 독자들은 책을 덮는 순간 고개를 들여 별을 보게 될 것이다. 지적 호기심이 깊어질수록 밤하늘은 더욱 감동적으로 다가오기 때문이다. 우주에 대해 한 번이라도 궁금증을 품은 적이 잆다면, 이 책은 더없이 완벽한 첫걸음이 되어줄 것으로 독자는 믿는다.

저자는 〈서문〉 중 「우리는 모두 별의 아이」라는 제목의 글에서 세계적 천문학자 칼 세이건(Carl Edward Sagan, 1934~1996)이 위대한 저서 『코스모스』에서 “우리는 별의 잔해로 이루어져 있다”고 말한 부분을 인용한다. 지구상의 모든 생명체는 별에서 만들어진 원소로 구성되어 있으며, 우리의 몸 또한 별의 역사와 연결되어 있다는 말이다. 저자는 천문학은 가장 오래된 과학이자 동시에 기술의 최전선에 위치한 놀라운 학문임을 굳게 믿는다. 어린 시절 저자는 미국 작가 막스 에르만의 시 「간절히 바라는 것」에 매료됐다고 밝히고 자신이 가장 좋아하는 구절을 적었다.

너는 수많은 나무와 별들처럼

이 우주에 마땅히 속한 존재란다.

너는 이 우주에서 온 아이란다.

앞서 언급한 대로 우주와 우리의 DNA는 연결되어 있다. 모든 생명은 빅뱅의 순간을 거쳐 넓은 우주가 형성되고 별이 서로 충돌하고 생성되고 파괴되는 과정에서 만들어진 원소로 이루어져 있기 때문이다. 지구 위의 모든 생명체를 구성하는 원자는 우주에서 왔으며 우리가 다른 행성, 나아가 생명체를 만드는 데 일조한 별빛을 올려다보며 진화했다는 것은 아주 낭만적이고 시적이며 놀라운 일이라는 저자의 믿음에 독자도 공감한다. 사실 독자는 인류의 진화를 명쾌하게 주장한 다윈의 저서 『종의 기원』에서 '생명의 기원'은 밝히지 못했다는 점에서 아쉬운 생각이 들었었다. 현대 천문학에서 생명의 기원을 확장해 우주로부터 왔다는 저자 피터슨의 주장이 설득력이 크다는 생각에서 이 책에 대한 신뢰감을 높게 갖는다.

이 책은 모두 4부로 구성돼 있다. 1부 〈가장 먼저 만나는 우주, 태양계〉, 2부 〈태양계 너머의 광활하고 놀라운 세상〉, 3부 〈천문학의 흐름을 바꾸고 놀라운 업적을 남긴 인물들〉, 4부 〈우주를 떠다니는 망원경과 끊임없이 변화하는 천문학의 내일〉 등이다. 에필로그 〈별을 보는 사람은 누구나 천문학자입니다〉로 앞 글에서 펼쳐놓은 내용을 더 간단하게 압축하고 특별히 부각시킴으로써 천문학 입문서로의 완벽한 모습을 갖추고 있다.

이 책은 단순한 개념 설명을 넘어 왜 인류가 하늘을 바라보며 존재의 의미를 고민해왔는지, 어떻게 우주에 질문을 던지고 답을 찾아왔는지를 흥미진진한 이야기로 들려준다. 저자는 천문학의 기초 개념뿐 아니라 빅뱅의 순간과 블랙홀의 탄생, 항성의 진화와 소멸, 망원경의 발명과 관측 기술의 발전, 학계를 뒤집은 천문학자들의 놀라운 인사이트까지, 천문학이라는 낯선 학문을 한결 가까이 느끼도록 돕는다. 현대 우주 탐사의 최전선 소식을 전달하는 구성도 눈에 띈다. 스페이스X, 제임스웹 우주망원경, 한국 우주항공청 설립 등 동시대 이야기까지 자연스럽게 녹아 있어, 단순히 밤하늘을 연구하는 우주 과학으로서의 천문학뿐만 아니라 ‘우리가 어떤 미래로 나아가고 있는지’를 꿰뚫어보게 된다. 138억 년 시간과 930억 광년 공간이라는 우주 공간에 대한 설명은 많은 독자들에게 지금까지 천문학의 발달을 정리하는 듯하다. 

“우주에 생명은 우리뿐일까?”

누구나 한 번쯤 해봤을 이 질문은 더 이상 상상이나 공상의 영역에 머물러 있지 않다. 외계 생명체의 존재를 밝히려는 천문학자들의 탐사와 연구는 실재하는 과학의 최전선에서 현재 진행 중이라는 것이다. 이 책은 SETI 프로젝트부터 드레이크 방정식, 우주생물학, 케플러 미션에 이르기까지 외계 생명체를 향한 과학계의 수십 년간의 여정을 생생한 사례와 함께 따라간다. ‘외계인의 존재’라는 천문학계의 오래된 질문이 단지 호기심을 자극하는 소재가 아니라, 지금도 진지하게 탐구되고 있는 현실적인 과제임을 분명히 보여준다.

또한 웜홀, 시간 여행, 다중우주 등 SF에서 익숙한 개념들을 과학의 언어로 다시 들여다보며, “어디까지가 가능하고, 어디서부터가 환상인가?”라는 질문에 과학적인 ‘기준’을 제시한다. 공상과학 소설을 즐기는 독자라면, 이 책을 통해 상상이 과학이 되고 과학이 상상이 되는 경계 위에서 펼쳐지는 흥미로운 사고 실험을 경험하게 될 것이다. 지금 우리가 던지는 질문 하나하나는 어쩌면 가까운 미래에 먼 우주의 어느 지적 생명체와 나누게 될 대화의 주제가 될지도 모른다. 이 책은 ‘천문학’이라는 렌즈를 통해 우리의 상상력을 더 멀리, 더 깊은 곳까지 확장시켜줄 것으로 독자는 믿는다.

이 책 『드디어 만나는 천문학 수업』은 우주가 멀고 어려운 영역이라는 선입견을 지우고, 호기심만으로도 시작할 수 있는 관측의 즐거움을 안내한다. 실전 파트에서는 망원경이 없더라도 당장 시도할 수 있는 관측 팁을 제시한다. 대낮 하늘에서 금성을 찾는 방법, 초보용 망원경으로 목성과 토성의 고리·위성을 관찰하는 요령, 사분의·쌍둥이·페르세우스자리에서 관측할 수 있는 유성우와 일식·월식 일정을 손쉽게 확인하는 법이 구체적으로 담겨 있다. 망원경이 ‘우주의 타임머신’인 이유를 논리적으로 설명하며 먼 천체를 관측할수록 더 오랜 과거를 들여다볼 수 있다는 사실을 직관적으로 각인시킨다. 천문학에 대한 지식이 일천한 독자로서는 매우 귀중하고도 영감으로도 이어질 매우 구체적 지식의 기초로 판단된다. 

더불어 별을 색·온도·밝기로 분류하고, 헤르츠스프룽-러셀 도표로 항성의 일생을 한눈에 이해하도록 이끈다. 설명은 짧지만 핵심을 놓치지 않아 복잡한 천문학 지식을 처음 접하는 사람도 자연스럽게 익히게 된다. 이 책을 통해 독자는 우주 거리와 항성 분류를 빠르게 이해하고, 장비 없이도 하늘을 즐길 배경 지식을 갖추며, 계절별 천체 관측 여행 계획을 미리 세울 수 있다. 무엇보다 이 책은 시작과 말미에서 우리가 별의 잔해로 이루어진 존재, 곧 ‘별의 아이’임을 부각시킨다. 오래전부터 인류를 비추어 온 별빛이 여전히 우리 삶을 비추고 있다는 메시지는, 독자의 일상에 새로운 경이를 불러일으킨다.

출판사 측에서 책에 담은 〈추천사〉와 〈옮긴이의 말〉도 천문학 입문자에게는 특별한 의미를 준다. 첫 번째 〈추천사〉는 역자 이강환의 〈옮긴이의 말〉을 대신한다. "최근 스페이스X의 도전과 우리나라 우주항공청의 출범은 단순한 뉴스가 아니라, 인류가 새로운 우주 시대에 본격적으로 진입하고 있음을 선언하는 신호탄입니다. 이제 우주는 몇몇 과학자나 공상가의 영역이 아니라, 우리가 살아갈 미래의 무대가 되어가고 있습니다. 우리의 시선이 하늘을 향할수록 우리가 마주하는 세계는 더 넓어지고, 우리가 던지는 질문은 더 근원적이고 깊어집니다. 태양계를 넘어 외계 행성과 은하, 블랙홀과 암흑물질, 우주의 기원과 종말까지 우주를 향한 우리의 궁금증은 시간이 흐를수록 점점 더 대담해지고 있습니다.

『드디어 만나는 천문학 수업』은 우리가 몸담은 태양계부터 블랙홀과 안드로메다은하 등 심우주까지, 천문학의 역사부터 현대의 최첨단 우주망원경까지 폭넓은 내용을 간결하고 핵심적으로 풀어냅니다. 우주에 막 호기심을 품은 독자에게 꼭 맞는 친절한 안내서이자 여행서입니다. 그럼, 이 책과 함께 더 먼 우주로 함께 떠나볼까요?"

또 과학 커뮤니케이터이자 『과학이 필요한 시간』의 저자 궤도는 "이 책은 겹겹이 쌓인 호기심의 담벼락을 넘기 위한 디딤돌 같은 책이다. 과학의 언어로 우주의 신비를 풀어내고 시인의 시선으로 밤하늘을 올려다보게 한다. 천문학자들의 오랜 사유가 어떻게 지구를 우주의 중심에서 밀어내고 머나먼 외계 은하로 나아갔는지, 우주에 대한 인류의 지평은 얼마나 정교하게 확장되었는지 어려운 공식 하나 없이 안내하는 동시에 공들여 잘 만든 다큐멘터리처럼 독자가 천문학이라는 세상을 향해 스스로 걸음을 내딛도록 돕는다.

밤하늘의 빛 하나가 망원경을 통과하며 은하로 확장되는 것처럼, 주변에서 시작된 짧은 궁금증은 이 책을 통해 끝없는 중력 너머의 세계로 펼쳐질 것이다. 천문학에 관심이 있는 독자라면 꼭 읽어보길 권한다. 별을 바라보며 품는 모든 질문에 대한 가장 아름답고 경이로운 응답이 될 테니까."라며 이 책을 높이 평가하고 있다.

윌리엄 허셜은 태양 광선을 피해 주변보다 차가운 영역인 흑점을 안전하게 관측할 방법을 연구했습니다. 그는 붉은 필터를 사용한 태양 광선 실험에서 흥미로운 결과를 얻었습니다. 필터를 통과한 빛을 분광기에 비추어 보니 빛이 눈에 보이지 않음에도 열이 느껴졌고, 온도계로 이 ‘보이지 않는’ 빛이 꽤 따뜻하다는 것을 밝혀낸 것이지요. 이 빛은 스펙트럼의 붉은 빛 너머에 위치했기에 ‘적외선’이라고 부르게 되었습니다.(p.251) - 「천문학에 일생을 바친 허셜 가: 윌리엄, 캐럴라인, 존 허셜의 삶」 중에서

밤하늘을 관측하기 위해 갑자기 조명을 없애고 암흑 생활을 할 수는 없습니다. 필요하다면 밤에도 전등과 가로등을 밝혀야지요. 다만 과할 필요는 없다는 뜻입니다. 필요한 곳에만 조명을 밝히고, 인적 드문 거리의 가로등은 끄는 것도 방법입니다. 불필요한 조명을 끄면, 저 멀리서 아름답게 우리를 밝히는 새로운 조명이 눈에 들어올 겁니다. 인류사를 밝혀온 가장 오래된 조명이지요.

기억하세요, 우리는 모두 별에서 왔다는 사실을요.(p.362) - 「나가며(에필로그)」 중에서

저자 : 캐럴린 콜린스 피터슨(Carolyn Collins Peterson)

천문학을 수식 없이, 이야기로 풀어내는 데 평생을 바쳐온 과학 커뮤니케이터. 미국 천문학회와 과학작가협회 정회원으로 활동 중이며, 어린 시절부터 밤하늘을 올려다보며 먼 우주에 대한 호기심과 열정을 키워왔다. 콜로라도대학교에서 천문학, 천체물리학, 커뮤니케이션 석사 학위를 받은 후, 대기우주물리학연구소 허블우주망원경 고다드 고해상도 분광기팀에서 8년간 혜성을 연구했다. 그리피스천문대, NASA 등과 협업하며 천체를 관측하고 분석한 다양한 프로젝트를 수행했다. 현재 우주 관련 콘텐츠 제작을 전문으로 하는 로크네스 프로덕션Loch Ness Productions 공동대표를 맡아 각종 과학 다큐멘터리와 팟캐스트를 제작하면서 사람들이 ‘과학을 이해하기 전에 먼저 좋아할 수 있도록’ 돕는 데 힘쓰고 있다.

역자 : 이강환

천문학자, 우주기술 기업 ㈜스펙스 이사. 서울대학교 천문학과를 졸업한 뒤 같은 학교 대학원에서 박사 학위를 받고, 영국 켄트대학교에서 로열 소사이어티 펠로우로 연구를 수행했다. 국립과천과학관 천문우주전시팀장, 서대문자연사박물관 관장, 과학기술정보통신부 장관정책보좌관을 역임했다. 지금은 천문학 기반의 우주기술 회사를 창업해 새로운 영역에 도전하고 있다. 지은 책으로 『빅뱅의 메아리』, 『우주의 끝을 찾아서』, 옮긴 책으로 『신기한 스쿨버스』 시리즈, 『아주 위험한 과학책』, 『더 위험한 과학책』 등이 있다.