우리 우주의 첫 순간

우리 우주의 첫 순간 - 빅뱅의 발견부터 암흑물질까지 현대 우주론의 중요한 문제들
댄 후퍼 지음, 배지은 옮김 / 해나무 / 2023년 10월

어린 시절 우주에 대한 책을 읽으면 우리 주변 태양계 내부 행성에 대한 이야기나 지동설, 천동설 등을 다루었지만 최근에는 빅뱅으로부터 시작된 우주의 기원과 초신성 폭발로 인해 우리 몸을 비롯한 모든 물질을 구성하는 물질의 생성 등을 주로 다루는 것 같다. 이에 대한 시작은 허블이 발견한 적색편이와 이로부터 얻은 우주의 팽창에 대한 가설부터라고 생각한다.

우주가 팽창한다는 사실에서 태초에 빅뱅이 있었다는 사실은 자연스러운 유추이지만, 매우 좁은 공간에 엄청난 밀도의 물질, 또는 물질을 이루기 전의 에너지가 있었다는 생각과 이로부터 어떻게 현재 우주를 구성하는 물질을 만들게 되었는가에 대한 궁금증이 현재의 천문학에 대한 주된 이슈인 것 같다. 빅뱅 직후의 우주 상태에 대한 해석을 위해 상대성이론과 양자약학을 결합하기 위한 시도가 이루어졌지만 아직까지는 성공적이지 못한 것 같다. 또한 위의 이론을 적용하여 우주 팽창을 설명하기 위해서는 부족한 점 (우리가 아직 모르는 것)이 많고 이를 암흑물질, 암흑에너지로 부르면서 이를 해결하기 위한 노력의 일환이 이 책에 소개되어 있다.

이 책은 이러한 암흑물질에 대한 해결의 최일선에 있는 연구자인 댄 후퍼의 암흑물질에 대한 생각과 그가 현재 집중하고 있는 연구에 대한 소개가 담겨 있다. 대중이 접근하기 어려운 어려운 지배방정식 등 수학적 표현은 거의 사용하지 않고 가능한 한 쉬운 말로 그의 고민과 천문학/물리학의 최일선 연구가 소개되는데 부분적으로 어려운 부분이 없지 않지만 전문가가 가이드하는 과학 강의라는 매력이 분명히 있는 책이라 생각한다.

개인적 생각으로는 암흑물질이나 암흘에너지를 도입하지 않으면 우주 팽창이론을 설명할 수 없는 물리이론이 완벽하지 않기 떄문이 아닌가 하는 생각이 있는데, 이 책에서도 수정 뉴턴역학이라는 접근방법에 대한 소개도 포함되어 있다. 하지만 최근에 관측된 중력파 등의 증거를 볼 때 현대 물리 이론이 나름의 정확성을 유지하고 있고 생각할 수 있어 현재의 방법론의 결과도 기대할 만하다고 생각한다. 저자가 기대하는 감마선 관측결과가 좋은 성과를 얻을 수 있어 암흑물질에 대한 비밀을 하루 빨리 밝힐 수 있길 소망한다.