양자물리학으로 읽는 우주의 탄생 신비 다룬 ‘우주는 어디에서 왔을까’

“죽어 가는 별은 왜 스스로 산산조각 날까?”
“블랙홀은 정말 모든 것을 삼켜 버릴까?”
“우주의 끝은 진정한 끝일까, 또 다른 시작일까?”

우주는 어디에서 왔을까/크리스 페리· 게라인트 F. 루이스/김주희/시공사/2만원

양자물리학자와 천문학자인 두 저자가 이러한 우주 탄생에 관한 근본적인 의문을 풀어주는 대중과학서다. 저자들은 약 138억 년 전 ‘빅뱅’으로 불리는 우주의 탄생 순간을 출발점으로 삼는다.  시간과 공간, 물질과 에너지가 어떻게 시작되었는지를 차근히 짚으며, 초기 우주가 극도로 뜨겁고 밀도가 높은 상태였다는 점을 설명한다. 더불어 우주의 팽창, 기본 입자의 형성, 별과 은하의 탄생 과정을 단계적으로 소개한다. 암흑물질, 암흑에너지 같은 현대 우주론의 핵심 개념을 다루며, 우리가 관측 가능한 우주가 어떻게 현재의 구조를 갖추게 되었는지를 해설한다.

빅뱅의 거대한 폭발 이전, 우주는 상상을 초월할 만큼 작고 뜨거운 상태였고, 그 안에서 일어난 미세한 양자 요동은 시간이 흐르며 중력에 의해 증폭되어 오늘날 별과 은하의 씨앗이 됐다. 우리가 지금 망원경으로 관측하는 수조 개의 은하와 거대 구조는 태초의 미세한 양자적 흔들림이 빛보다 빠른 인플레이션을 타고 전 우주로 확대 복사된 결과다. 결국 밤하늘의 은하 지도는 아주 오래전 우주가 남긴 양자적 자문이라고 할 수 있다는 것이다.

크리스 페리· 게라인트 F. 루이스/김주희/시공사/2만원

우주를 바라볼 때 우리는 흔히 거대한 스케일을 떠올린다. 수조 개의 별과 은하부터 상상을 초월하는 빅뱅과 블랙홀까지. 그러나 이 책은 뜻밖의 방향으로 질문을 이끈다. 우주의 가장 큰 이야기는 가장 작은 세계에서 시작되었다고 말한다. 눈에 보이지 않는 양자 요동이 별을 만들었고, 은하를 탄생시켰으며, 결국 우리의 존재까지 가능하게 했다는 것이다. 거대한 우주의 구조와 운명은 가장 작은 세계인 양자 요동 위에서 결정되며, 우리가 서 있는 이 자리 또한 그 연장선이다.

저자들의 말이다. “양자와 우주는 떼려야 땔 수 없다. 그리고 두 세계가 하나로 이어질 때 비로소 하늘의 진정한 아름다움이 드러난다” 책은 우주의 기원과 구조를 탐색하며 인류는 우주를 바라보는 존재인 동시에, 이미 우주의 역사로 이루어진 존재임을 깨닫게 한다. 

박태해 선임기자