다정한 물리학

다정한 물리학 - 거대한 우주와 물질의 기원을 탐구하고 싶을 때
해리 클리프 지음, 박병철 옮김 / 다산사이언스(다산북스) / 2022년 8월

케임브리지대학교 물리학 교수로 입자물리학의 권위자이자, TED에서 ‘현대 물리학의 끝과 다음’이란 주제로 강연하여 270만 조회수를 기록한, 해리 클리프. TED 강연을 계기로 대중을 위한 커뮤니케이터로 인정받아왔다고 한다. 이런 그가 현대 물리학에 대한 이해를 넓히기 위해 이 책을 내놓았다.

특히 현대 물리학의 최고 화두인 우주의 기원에 대한 내용, 입자, 물질 등, 근본에 대한 내용을 담고 있다.

이 어려워 보이는 내용의 이해를 돕기 위해서는, 특히 프롤로그를 잘 읽어봐야 한다고 권하고 싶다. 여기를 읽어보면 저자가 전달하고 싶은 바를 충분히 짐작해 볼 수 있다.

_스티븐 호킹은 우주 만물의 궁극적 기원을 알아내려는 행위를 두고 “신의 마음 헤아리기”라는 거창한 표현을 사용했다. 그러나 나는 칼 세이건의 실용적이고 담백한 표현이 훨씬 피부에 와닿는다.

사과파이에서 시작하여 점점 잘게 잘라 나가면, 더 이상 쪼갤 수 없는 최소 단위에 도달하여 물질의 궁극적 기원을 알아낼 수 있지 않을까? 신의 마음까지는 알 수 없겠지만, 적어도 아무것도 없는 것에서 사과파이를 만드는 방법은 알 수 있지 않을까?_p23

사과파이를 빗대어, 물질의 기본단위, 원자, 양자까지, 긴 페이지를 다루고 있는데 파동역학에 대한 자세한 설명이 있어서 흥미롭게 읽었다. 양자터널효과로 이어지는 내용은 별의 내부에서 헬륨이 만들어지는 과정까지 이어져서 태양에 대한 이해를 더 높일 수 있었다.

또한 기존의 입자에 대한 선입견을 바꾸게 된 계시도 마련해주고 있었다.

_‘구슬처럼 생긴 입자’의 개념은 기나긴 역사를 갖고 있다. .... 그러나 현대적 개념의 입자는 달톤이나 고대 철학자들이 상상했던 것과 완전 딴판이다. ‘입자’라는 용어는 빙산과 비슷해서, 사람들이 흔히 떠올리는 이미지는 물 위에 떠 있는 작은 부분에 불과하고, 지난 수십 년 동안 이론과 실험을 통해 밝혀진 복잡다단한 특성과 개념은 수면 아래에 숨어있다. ..... 입자는 결코 작은 구슬이 아니다._p257

이렇게 이어지는 힉스입자 발견의 순간까지... 사실 뒤로 갈수록 이해가 쉽지는 않았다. 그래서 자세하게 따져보기 보다는 결론위주로 독서를 이어갔다.

과학서보다는 SF영화나 미드에서 더 많이 접한 반물질이라는 것, 처음 들어본 반전자, 반양성자..

우주 기원과 팽창에 대한 기본, 빅뱅의 비밀, 물질의 근원을 풀기 위해 꾸준히 진행 중인 프로젝트들에 더 놀랐던 후반부였다. 궁극의 이론을 향한 물리학자들의 염원은 정말 감동이였다.

전반적으로 난이도가 있는 내용이여서, 평소 물리학에 관심이 많은 이들에게 권하고 싶은 내용이다. 현대 물리학의 현주소를 알 수 있는 유익한 도서라고 생각한다.

_미시세계에는 우리가 아직 논하지 않는 또 하나의 힘이 작용하고 있다. 우리가 알고 있는 모든 힘들 중에서 가장 희한한 힘- 그것은 바로 약력이다. 약력이 특별한 이유는 한 종류의 입자를 다른 종류의 입자로 변환시키는 유일한 힘이기 때문이다._p295

_우리는 꽤 먼 길을 걸어왔지만, 이야기는 지금도 만들어지는 중이다. 도중에 포기하지 않고 탐험을 계속한다면, 우주의 조리법을 발견하는 날이 언젠가는 반드시 찾아올 것이다._p453