[책] 우주의 끝을 찾아서

@yhoh 님의 망원경,우주 관련 글들을 읽다가 [가장 최근 글인 물질과 반물질
] 과 좀 된 글인 '제임스 웹', 은하, 태양의 신비 등등 ] 우주와 관련된 물리학과 천문학에 관심이 많으신 것 같다.

오늘 우주의 크기와 우주에 대한 내용들이 많이 나와서, ​우리나라 천문학자가 쓴 책이 한권 머릿속에 떠올라서 소개해 본다. 바로 이강환 박사님의 "우주의 끝을 찾아서"라는 책으로

천문학자의 입장에서 이런저런 우주 이야기를 해주신다. 먼저 물리학자와 천문학자의 "우주"에 대한 학문적 차이를 간략히 설명해 보자.

일단 @yhoh 님이 즐겨 읽는 김상욱 교수님은 물리학자로 그 분이 쓴 책은 "물리학자"의 관점에서 쓰인 물리학 대중석 많다. 사실 김상욱 교수님의 전공은 우주론은 아니고 복잡계와 관련된 일이라고 알고 있다.

김상욱 교수님의 박사학위 논문을 한번 살펴봤는데 친숙한 이름들이 많이 보인다.

이해웅 교수님은 양자정보 관련 일들을 많이 하셨고 이런저런 대중 과학서를 쓰셨다. 문희태 교수님은 그 노란색 고전역학 책이 유명하고 최기운 교수님은 입자물리현상론을 연구하시는 학자이시다. (IBS-CTPU 의 단장님)

우주론 관련된 책들은 상당히 많다. 국내 학자가 쓴 유명한 책으로 [책] 빅뱅의 메아리, 모든 사람을 위한 빅뱅 우주론 강의 이석영 교수님, 이강환 박사님 들의 책들이 있다. 우주의 크기와 그 끝에 관련된
이야기는 이 책이 괜찮은 것 같아서 소개해 보려고 한다.

우주론 분과를 자세히 들어가면 이 깊게 들어가면 들어갈수록 천문학과와 우주론학자의 구별이 힘들다. "천체물리학"이라는 분과가 있을 만큼 어떻게 보면 둘은 관련이 있지만, "이론물리학자"로써 우주론을 바라보는 관점과 "이론천문학자"로써 우주론을 바라보는 관점은
생각보다 많이 다르다.

이런 이야기를 하려고 시작한 것은 아니었는데, 일단 잡담을 끝내고 책 본론으로 들어가보자.

이 책은 우주 가속팽창의 근거를 찾는 과정을 학자들의 개인 이야기와 역사적인 사실들을 섞어가며 소개하는 대중과학서이다. 천문학자의 관점에서 기초적인 우주론 이야기는 등장하지만, 망원경, 천체관측, 그리고 천문학 데이터의 수집과 천문학적 현상에서의 증거에 대해 초점을 두고 있다.

예를 들자면 지금 교육과정은 잘 모르겠는데 예전 교과과정의 지구과학2 내용들 (변광성, 초신성, 별의 진화 등등) 과 관련된 내용으로 우주 팽창의 증거와 우주가 감속팽창을 하느냔 가속팽창을 하느냐에 관련된 내용(즉 Dark energy 의 등장) 그리고 별의 탄생과 죽음에서 블랙홀이 생성되는 이야기(에딩턴과 찬드라세카의 갈등), 망원경으로 시작되어서 현대 관측천문학의 이야기와 이런저런 시물레이션을 소개하면서 우주의 크기와 가속팽창에 관련된 이야기를 서술한다.

빅뱅이론에 따르면 초기 우주는 한 점으로 부터 시작됬다. 이 점(Singularity) 가 Big bang 이라는 과정을 통해서 시공간이 생성되면서, 물질이 생성된다. 이 때 Dark Matter 들이 Dark energy 보다 contribution 을 더 많이 해서 물질을 끓어당기는 역할을 했고 이로써 별과 은하들이 생성되었다. (감속팽창) 그 후 시공간이 어느정도 확장되면서 암흑에너지의 역할이 더 커졌고 이에 따라 우주는 가속 팽창을 하고 있다.

천문학적 데이터에 따르면 우주는 대략 처음 70억년 동안은 감속팽창을 했고 그 뒤 70억년 동안 가속팽창을 진행중이다. 초기 우주에는 암흑물질이 80프로 정도 차지했고 암흑에너지는 4프로도 채 차지 하지 않고 있지만 암흑에너지는 계속 증가하고 있고 현재는 물질 5프로 암흑물질 25프로 암흑에너지 70프로 정도로 우주는 구성되어 있다.

대략적으로 250억 년 정도가 지나면 우주는 대부분이 암흑에너지로 구성되게 될거고 이 뒤 우주가 어떻게 될 것인가에 대해서는 크게 5가지 이론(모델)들이 있다. 이 책에서는 이런 내용들이 다루고 있지 않는데 이러한 내용을 잘 알고 싶다면 케이티 맥의 "우주는 계속 되지 않는다" 이 책을 읽어보기를 권한다.

사실 많은 책들은 우주의 끝에 대해서 잘 다루지 않는다. 사실 잘 밝혀진 것도 없고 큰 메인 모델들은 5개 정도 되지만 세부 시나리오들이 매우 많이 존재하고 multi-verse 등의 이런저런 이야기로 ㅋㅋㅋ 미치오 카쿠의 평행우주나 맥스 테그마크의 유니버스

그리고 이런저런 입자물리학 대중과학서에서 인플레이션 이론과 평행 우주 이야기는 많이 등장한다. 몇년 전에 이런저런 소개글들을 작성 했었는데, 찾기가 매우 귀찮아서 일단 기억나는 큼찍한 대중과학서 몇권을 소개로 마무리 한다.