초공간 - 고차원 세계를 상상하라

초공간 - 평행우주, 시간왜곡, 10차원 세계로 떠나는 과학 오디세이
미치오 가쿠 지음, 박병철 옮김 / 김영사 / 2018년 6월

『평행우주』, 『마음의 미래』 미치오 카쿠가 풀어내는 현대물리학의 차원 혁명 <초공간>. 1994년 원서 출간된 이 책은 20세기 말 초공간 이론으로 촉발된 과학혁명을 소개합니다. 일반인을 대상으로 해 어려운 과학을 쉽게 풀어주고 있어 두꺼운 분량이지만 도전해서 읽어볼 만한 교양과학서입니다.

우리는 공간을 3차원으로 본능적으로 인식합니다. 4차원 이상의 공간을 볼 수도 없고, 머릿속에 그릴 수도 없습니다. 하지만 수학방정식의 세계에서는 상상의 나래를 펼칠 수 있고, 자연의 법칙은 고차원 시공간에서 서술했을 때 훨씬 자연스럽고 단순해진다고 합니다.

4차원 시공간보다 차원이 높은 공간을 통칭하는 용어, 초공간. 초끈이론으로 부르는 학자도 있습니다. 2차원 평평한 지면에서 미스터리였던 문제는 3차원 우주공간에서 간단하게 해결되었고, 중력과 전자기력은 4차원 시공간의 수차원 진동으로 설명되었습니다. 이렇다 보니 미지의 우주에 존재하는 힘을 설명하기에는 4차원 시공간조차 너무 좁아진 반면 고차원 시공간에서는 자연의 기본 힘들을 서술 가능하게 되었습니다.

<초공간>은 초공간 이론 탄생의 역사, 초공간 이론이 우주를 지배하는 모든 법칙을 하나로 아우를 수 있는지, 타임워프처럼 공간이 찢어질 수도 있는지 SF 소설에서나 볼 수 있던 이야기까지 다룹니다. 상상의 수준을 넘어서는 개념이지만 관측 불가능한 우주에 초점 맞춰 기하학적 시공간의 세계를 탐험해보는 시간이 됩니다.

뉴턴의 역학이론 덕분에 산업혁명이, 전자기력을 정복하자 전기 시대가, 핵력을 제어해 역대 최강 무기를 발명한 것처럼 인류의 역사에 영향을 끼친 물리학.

통상적인 4차원 시공간 대신 초공간의 개념은 쉽사리 이해되지 않았지만, 다차원에 대한 신비주의자들의 관점까지 살펴보며 고차원 물체를 시각화하고 이해하는 데 유용한 다양한 방법을 제시한 책입니다. 세계적 석학이자 이론물리학계 거장인 미치오 카쿠가 들려주는 초공간 이야기는 재미있는 설명으로 눈에 보이지 않는 개념을 알려줘 잡힐듯한 기분을 안겨주네요.

초공간하면 가장 먼저 떠오르는 건 <스타워즈>, <스타트렉> 같은 영화에 등장한 웜홀을 통한 시간여행일 겁니다. 그 외 고차원의 세계를 소개한 에드윈 애벗의 <플랫랜드>, 허버트 조지 웰스의 <타임머신>, <투명인간> 등 수많은 명작에 등장한 아이디어를 소개하며 단순한 수학적 가설인지, 실현 가능한 물리적 실체인지는 초공간이론이 밝혀줄 거라고 합니다.

이론물리학의 최대 과제인 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력, 중력이라는 네 가지 힘을 하나로 통일하는 이론. 초공간이론이 과연 수용할 수 있을지. 상식적 관념에 얽매인 우리에게 직관적이나마 고차원에 익숙해지는 방법을 알려주는 <초공간>으로 그 가능성을 열어보세요.