책 소개
인간의 궁극적 호기심은 무엇일까? 그것은 우주와 생명이 어떻게 시작되었는가에 대한 것일 것이다. 최첨단 우주 망원경으로 100억 광년 너머 깊은 우주를 바라다보는 현대에 사는 우리는 우주에 대해서 과거보다 훨씬 많이 알고 있다. 그렇지만 우주가 어떻게 시작되었는가 하는 우주기원론의 문제에 들어가면 이야기가 달라진다. 여전히 우주의 기원은 오리무중이기 때문이다. 우리는 우주가 어떻게 시작되었는지 알고 있다고 생각한다. 그것은 바로 빅뱅이다. 교과서에서 그렇게 배웠고, 수많은 천재 과학자들이 검증하였다고 생각하기 때문에 의심 없이 믿는다.
그러나 수십억 광년 너머 더 깊은 우주를 탐사하기 시작하면서 데이터가 더 많이 쌓이기 시작하자 오히려 의문이 제기되기 시작하였다. 현대물리학으로 설명할 수 없는 암흑물질과 암흑에너지가 우주 전체의 95%를 차지하고 있다는 것은 과학자들을 정신적 혼란에 빠뜨리고 있다. 초기 빅뱅 이론이 나올 때만 해도 이런 불가사의한 존재가 우주에 가득 차 있으리라고는 상상조차 하지 못했다.
결국 빅뱅 이론은 암흑물질과 암흑에너지를 적극적으로 도입하여 암흑에너지-암흑물질 우주론(ΛCDM)으로 발전하였다. 정체불명의 존재가 이론의 핵심이 된 것이다. 그런데 이렇게 하여도 문제가 해결되는 것이 아니라 더 증폭되었다. 최신 데이터가 쏟아져 들어올수록 우주론 과학자들은 기존의 우주기원론으로는 해결이 어려운 문제들이 더 많이 떠오르는 것을 목도하고 있다.
우주기원론의 키워드로 여겨져 온 우주의 급팽창, 곧 인플레이션에 대한 의구심도 점점 더 커지고 있다. 인플레이션이 양자역학과 만나자 무한한 수의 다중 우주가 만들어지는 마법이 나타났다. 즉, 인플레이션 빅뱅 이론은 다중 우주라는 이상한 세계로 갔다.
빅뱅의 가장 확실한 증거로 여겨져 온 우주배경복사도 플랑크 위성의 정밀한 측정 결과 때문에 오히려 빅뱅 이론을 위기 속으로 몰아넣고 있다. 우주배경복사의 비정상 분포는 어떤 이론으로도 설명하기가 어렵다.
우주의 기원에 관한 풀리지 않는 문제들 때문에 여러 정상급 우주론 물리학자들이 여러 대안 우주론을 쏟아내고 있다. 결국, 달보다 5배나 더 먼 우주 공간에 가서 130억 광년 너머 깊은 우주를 들여다보고 있는 제임스 웹 망원경까지 가지고 있는 우리가 우주에 대해서 알고 있는 것은 겨우 5%에 불과하다. 그래서 인간은 우주 앞에 서면, 자신의 모든 지식을 내려놓고 겸손해져야 하는지 모른다.
저자 소개
저자 : 권진혁
서울대학교 자연과학대학에서 게이지 이론으로 물리학사를 받았다. KAIST에서 물리학 석사, 박사학위를 받았으며, 국내 최초로 고출력 레이저를 이용한 물리광학 및 비선형 광학을 개척하였다. 1987년 Stanford 대 방문 교수 기간에 분광학을 연구하였으며, 1988에서 1989년에 걸쳐 미국 NASA Langley 연구소에서 대출력 레이저를 이용한 우주 에너지 전송을 연구하였다.
영남대학교 물리학과 교수와 자연과학대학 학장을 역임하였으며, 현재 영남대학교 명예교수이다. 그는 대학 시절부터 물질의 근본 구성과 우주의 기원에 대하여 많은 관심을 가지고 꾸준히 관련 분야의 발전과 최신 데이터를 연구하여 왔다. 최근에는 최신 과학과 AI 분야의 발전을 알기 쉽게 대중들에게 전하기 위해 과학의 대중화에 힘을 쓰고 있다.
저서로는 <자연과학과 기원, 2009>, <환경위기와 미래과학, 1997>, <자연과학, 1997>, <과학사 개론, 1997>, <빅뱅과 5차원 우주창조론, 2016>, <과학으로 하나님을 발견할 수 있을까? 2021>, <누가 AI 시대의 리더가 되는가? 2023> 등이 있다.
목차
제1장 빅뱅 이론의 탄생 10
대토론 10
팽창 우주론의 탄생 12
르메트르 이야기 14
원시 원자, 아일렘, 그리고 우주배경복사 20
원소의 형성 24
빅뱅의 3가지 증거 27
빅뱅의 3가지 문제 29
/지평선 문제 /편평도 문제 /자기 홀극 문제
인플레이션 빅뱅 이론 32
우주론의 난제들 34
/허블 난제 /우주 대규모 난제 /우주론적 원리의 붕괴
/리튬 문제 /우주의 구조 문제 /은하형성 문제
제2장 인플레이션이란 무엇인가? 44
선형적 팽창설에서 인플레이션으로 44
인플레이션의 팽창 속도 48
‘천천히 구르기’ 인플레이션 49
우주의 3단계 팽창 시나리오 52
세 가지 수수께끼 54
/난제 1 : 인플레이션
/난제 2 : 암흑물질과 우주의 감속팽창
/난제 3 : 암흑에너지와 우주의 가속팽창
빅뱅의 끝, 다중 우주 59
펜로스의 의문 64
제3장 만유인력 법칙이 틀리다니! 66
보이는 별이 전부가 아니다! 66
천문학 최대의 과제 68
/암흑물질의 특성
암흑물질을 찾아서 72
/입자물리학 표준 모형 /암흑물질의 후보
/흐릿한 암흑물질? /EUCLID 우주 망원경
만유인력 법칙이 틀렸을까? 81
암흑물질은 5차원? 86
/5차원 중력
제4장 무너지는 에너지 보존법칙 90
우주에서 어떻게 거리를 측정할까? 90
깊은 우주의 등대 – 초신성 92
우주의 가속 팽창 95
암흑에너지 96
암흑시대 98
암흑에너지는 없다! 101
제5원소 가설 103
에너지 보존법칙이 틀렸다? 104
다시 19세기? 107
제5장 우주배경복사의 비밀 112
일등 공신 112
COBE 프로젝트 115
우주배경복사(CMB)의 비정상 분포 119
분열하는 표준우주론 121
제6장 은하가 빛보다 빨리 움직일 수 있는가? 125
가장 빠른 은하 125
빛보다 빠른 은하 132
적색편이의 종류와 해석 134
/운동학적 적색편이 /우주론적 적색편이
/지친 빛 적색편이 /변하는 광속의 적색편이
구면 우주론이 비밀의 해답인가? 138
제7장 대폭발이 아름다운 은하를 만들 수 있는가? 143
은하의 종류 144
나선 은하 기원의 수수께끼 146
/나선팔의 기원 /하향식 은하 형성 모델
/상향식 은하형성 모델
초대질량 블랙홀의 수수께끼 153
/항성 블랙홀 /초대질량 블랙홀
충돌하는 은하들 157
푸른 은하에서 붉은 은하로? 160
제8장 외계 행성이 밝히는 태양계의 비밀 163
외계 행성을 찾아서 163
/동 주기 운동
생명의 조건 166
/은하의 조건 /항성의 조건 /행성의 조건
놀라운 태양계 170
/지구의 특별성 /착한 목성
태양계 기원의 수수께끼 176
/미행성 문제 /태양-목성 시스템의 특이성
/역행 위성 문제
제9장 다중우주론과 무너지는 물리법칙 184
우주가 여러 개라니? 184
초끈 이론 188
다중 우주 속의 허무주의 193
과학의 옷을 입은 세계관 195
제10장 대안 우주론들 197
암흑물질과 암흑에너지의 후보 이론들 197
우주는 구면인가? 199
/적색편이의 재해석
최근 대안 우주론 204
에크파이로틱 우주론 205
등각 주기적 우주론 208
변하는 광속 이론 210
대안 우주론 비평 213
에필로그 215
참고문헌 216
찾아보기 222
출판사 리뷰
추천평

책 소개
인간의 궁극적 호기심은 무엇일까? 그것은 우주와 생명이 어떻게 시작되었는가에 대한 것일 것이다. 최첨단 우주 망원경으로 100억 광년 너머 깊은 우주를 바라다보는 현대에 사는 우리는 우주에 대해서 과거보다 훨씬 많이 알고 있다. 그렇지만 우주가 어떻게 시작되었는가 하는 우주기원론의 문제에 들어가면 이야기가 달라진다. 여전히 우주의 기원은 오리무중이기 때문이다. 우리는 우주가 어떻게 시작되었는지 알고 있다고 생각한다. 그것은 바로 빅뱅이다. 교과서에서 그렇게 배웠고, 수많은 천재 과학자들이 검증하였다고 생각하기 때문에 의심 없이 믿는다.
그러나 수십억 광년 너머 더 깊은 우주를 탐사하기 시작하면서 데이터가 더 많이 쌓이기 시작하자 오히려 의문이 제기되기 시작하였다. 현대물리학으로 설명할 수 없는 암흑물질과 암흑에너지가 우주 전체의 95%를 차지하고 있다는 것은 과학자들을 정신적 혼란에 빠뜨리고 있다. 초기 빅뱅 이론이 나올 때만 해도 이런 불가사의한 존재가 우주에 가득 차 있으리라고는 상상조차 하지 못했다.
결국 빅뱅 이론은 암흑물질과 암흑에너지를 적극적으로 도입하여 암흑에너지-암흑물질 우주론(ΛCDM)으로 발전하였다. 정체불명의 존재가 이론의 핵심이 된 것이다. 그런데 이렇게 하여도 문제가 해결되는 것이 아니라 더 증폭되었다. 최신 데이터가 쏟아져 들어올수록 우주론 과학자들은 기존의 우주기원론으로는 해결이 어려운 문제들이 더 많이 떠오르는 것을 목도하고 있다.
우주기원론의 키워드로 여겨져 온 우주의 급팽창, 곧 인플레이션에 대한 의구심도 점점 더 커지고 있다. 인플레이션이 양자역학과 만나자 무한한 수의 다중 우주가 만들어지는 마법이 나타났다. 즉, 인플레이션 빅뱅 이론은 다중 우주라는 이상한 세계로 갔다.
빅뱅의 가장 확실한 증거로 여겨져 온 우주배경복사도 플랑크 위성의 정밀한 측정 결과 때문에 오히려 빅뱅 이론을 위기 속으로 몰아넣고 있다. 우주배경복사의 비정상 분포는 어떤 이론으로도 설명하기가 어렵다.
우주의 기원에 관한 풀리지 않는 문제들 때문에 여러 정상급 우주론 물리학자들이 여러 대안 우주론을 쏟아내고 있다. 결국, 달보다 5배나 더 먼 우주 공간에 가서 130억 광년 너머 깊은 우주를 들여다보고 있는 제임스 웹 망원경까지 가지고 있는 우리가 우주에 대해서 알고 있는 것은 겨우 5%에 불과하다. 그래서 인간은 우주 앞에 서면, 자신의 모든 지식을 내려놓고 겸손해져야 하는지 모른다.
저자 소개
저자 : 권진혁
서울대학교 자연과학대학에서 게이지 이론으로 물리학사를 받았다. KAIST에서 물리학 석사, 박사학위를 받았으며, 국내 최초로 고출력 레이저를 이용한 물리광학 및 비선형 광학을 개척하였다. 1987년 Stanford 대 방문 교수 기간에 분광학을 연구하였으며, 1988에서 1989년에 걸쳐 미국 NASA Langley 연구소에서 대출력 레이저를 이용한 우주 에너지 전송을 연구하였다.
영남대학교 물리학과 교수와 자연과학대학 학장을 역임하였으며, 현재 영남대학교 명예교수이다. 그는 대학 시절부터 물질의 근본 구성과 우주의 기원에 대하여 많은 관심을 가지고 꾸준히 관련 분야의 발전과 최신 데이터를 연구하여 왔다. 최근에는 최신 과학과 AI 분야의 발전을 알기 쉽게 대중들에게 전하기 위해 과학의 대중화에 힘을 쓰고 있다.
저서로는 <자연과학과 기원, 2009>, <환경위기와 미래과학, 1997>, <자연과학, 1997>, <과학사 개론, 1997>, <빅뱅과 5차원 우주창조론, 2016>, <과학으로 하나님을 발견할 수 있을까? 2021>, <누가 AI 시대의 리더가 되는가? 2023> 등이 있다.
목차
제1장 빅뱅 이론의 탄생 10
대토론 10
팽창 우주론의 탄생 12
르메트르 이야기 14
원시 원자, 아일렘, 그리고 우주배경복사 20
원소의 형성 24
빅뱅의 3가지 증거 27
빅뱅의 3가지 문제 29
/지평선 문제 /편평도 문제 /자기 홀극 문제
인플레이션 빅뱅 이론 32
우주론의 난제들 34
/허블 난제 /우주 대규모 난제 /우주론적 원리의 붕괴
/리튬 문제 /우주의 구조 문제 /은하형성 문제
제2장 인플레이션이란 무엇인가? 44
선형적 팽창설에서 인플레이션으로 44
인플레이션의 팽창 속도 48
‘천천히 구르기’ 인플레이션 49
우주의 3단계 팽창 시나리오 52
세 가지 수수께끼 54
/난제 1 : 인플레이션
/난제 2 : 암흑물질과 우주의 감속팽창
/난제 3 : 암흑에너지와 우주의 가속팽창
빅뱅의 끝, 다중 우주 59
펜로스의 의문 64
제3장 만유인력 법칙이 틀리다니! 66
보이는 별이 전부가 아니다! 66
천문학 최대의 과제 68
/암흑물질의 특성
암흑물질을 찾아서 72
/입자물리학 표준 모형 /암흑물질의 후보
/흐릿한 암흑물질? /EUCLID 우주 망원경
만유인력 법칙이 틀렸을까? 81
암흑물질은 5차원? 86
/5차원 중력
제4장 무너지는 에너지 보존법칙 90
우주에서 어떻게 거리를 측정할까? 90
깊은 우주의 등대 – 초신성 92
우주의 가속 팽창 95
암흑에너지 96
암흑시대 98
암흑에너지는 없다! 101
제5원소 가설 103
에너지 보존법칙이 틀렸다? 104
다시 19세기? 107
제5장 우주배경복사의 비밀 112
일등 공신 112
COBE 프로젝트 115
우주배경복사(CMB)의 비정상 분포 119
분열하는 표준우주론 121
제6장 은하가 빛보다 빨리 움직일 수 있는가? 125
가장 빠른 은하 125
빛보다 빠른 은하 132
적색편이의 종류와 해석 134
/운동학적 적색편이 /우주론적 적색편이
/지친 빛 적색편이 /변하는 광속의 적색편이
구면 우주론이 비밀의 해답인가? 138
제7장 대폭발이 아름다운 은하를 만들 수 있는가? 143
은하의 종류 144
나선 은하 기원의 수수께끼 146
/나선팔의 기원 /하향식 은하 형성 모델
/상향식 은하형성 모델
초대질량 블랙홀의 수수께끼 153
/항성 블랙홀 /초대질량 블랙홀
충돌하는 은하들 157
푸른 은하에서 붉은 은하로? 160
제8장 외계 행성이 밝히는 태양계의 비밀 163
외계 행성을 찾아서 163
/동 주기 운동
생명의 조건 166
/은하의 조건 /항성의 조건 /행성의 조건
놀라운 태양계 170
/지구의 특별성 /착한 목성
태양계 기원의 수수께끼 176
/미행성 문제 /태양-목성 시스템의 특이성
/역행 위성 문제
제9장 다중우주론과 무너지는 물리법칙 184
우주가 여러 개라니? 184
초끈 이론 188
다중 우주 속의 허무주의 193
과학의 옷을 입은 세계관 195
제10장 대안 우주론들 197
암흑물질과 암흑에너지의 후보 이론들 197
우주는 구면인가? 199
/적색편이의 재해석
최근 대안 우주론 204
에크파이로틱 우주론 205
등각 주기적 우주론 208
변하는 광속 이론 210
대안 우주론 비평 213
에필로그 215
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