우리 우주

우리 우주 - 천문학자의 가이드
조 던클리 지음, 이강환 옮김 / 김영사 / 2021년 6월

우리 우주

미국 프린스턴 대학의 천체물리학 강의를 책으로 만나볼 수 있게되었다. 실제 현직 교수인 조 던클리 교수가 쉽고 간결하고 명료하게 빛, 파동, 중력 등에 대한 천문학 입문 강의를 책으로 펴냈고 단순히 딱딱한 천문학 수업이 아닌 신비로운 우주에 대해 우리는 어디까지, 어떻게 알고 있는가를 생각해보는 시간을 선사한다. 

역시나 한 분야 최고의 전문가의 실력은 얼마나 쉽게 설명하느냐로 판단 할 수 있음을 증명하는 책이었고 그만큼 어려운 천문학을 쉽게 설명하는 책이다. 총 다섯개의 챕터가 다섯시간의 강의처럼 느껴졌고 우주에서 우리의 위치부터 우리는 별의 잔해, 보이지 않는 것을 보다, 우주의 본성, 시작부터 마지막까지로 이어진다. 

첫장에서부터 아주 놀랐던 점은 지구의 위치를 알아보면서 지구-태양계-태양 주위-은하수-국부은하군-초은하단-관측 가능한 우주에 대해 설명하는 우주의 스케일은 정말 나라는 존재는 우주의 먼지임을 실감하게 된다. 

저자는 별을 알기 위해서 먼저 빛과 망원경을 설명하는데 빛이란 무엇이고 거기에는 어떤 종류가 있는지, 각 빛은 어떤 특징을 지니는지, 망원경은 어떻게 우리가 빛을 ‘볼’ 수 있게 해주는지를 먼저 설명한다. 그러고 나서 별의 종류, 구성 성분, 일생을 살펴보고 이것을 우리가 어떻게 밝혀냈는지 알려준다.

개인적으로는 평소 암흑물질에 대해 궁금한 점이 많았는데 이에 대해서도 자세하게 다룬다. 암흑에너지는 우리 태양계 정도에서만이 아니라 우리은하 내에서도 뚜렷한 효과가 드러나지 않는다. 이것은 큰 은하단들이 서로 뭉치는 것을 방해하는 것 같은 간접적인 효과를 준다. 암흑에너지는 우주를 더 빠르게 팽창시키는 경향이 있는데, 이는 중력이 점점 더 큰 구조를 만드는 것을 방해하기 때문이다. 우리에겐 마치 그 대상이 무엇인지 모르기 때문에 신경 쓰이는 가려움처럼 느껴진다. 

또한 우주의 곡률을 오렌지에 비유해서 아주 명쾌하게 설명하는 대목도 인상적이었다. 두 표면이 같은 곡률을 가지는지 알아보는 간단한 방법은 표면에 삼각형을 그려보는 것이다. 대부분은 학교에서 삼각형의 내각의 합은 같다고 배운다. 180도 혹은 두 개의 직각을 합한 값이다. 하지만 이것은 평평한 것에 그려진 삼각형에서만 참이다. 오렌지 위에 삼각형을 그리면 각들의 합은 평평한 표면에서보다 더 크다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 오렌지의 북극에서 시작하여 적도까지 내려오는 삼각형을 그려볼 수 있을 것이다. 두 번째 변은 적도를 따라 4분의 1만큼 돌고 세 번째 변은 다시 북극으로 돌아간다. 이 삼각형의 모든 각은 90도가 되어서 합은 270도가 될 것이다.

후반부에서는 우주의 최초 순간부터 현재까지 일생을 설명하는데 우주가 시작되던 순간 새겨진 작은 흔적들이 수십억 년 후 우리 태양계의 집인 우리은하와 같이 별들로 가득 찬 은하들로 바뀌는 모습을 한 편의 드라마처럼 보게 된다. 그리고 우리 근처의 우주와 우주 전체에 앞으로 무슨 일이 일어날지, 지금 건설하고 있는 망원경으로는 무엇을 할 수 있을지 알아본다.