이화여대 물리학과 교수로 입자물리 이론을 전공한 분이다.
책의 내용을 보면 분류상으론 에세이라고 봐야 할 듯 하다. 그래도 과학적인 주제가 뼈대를 이루고 있기 때문에 과학으로 분류해도 큰 문제는 없을 것이다.
내용은 일반인이 보기에도 전혀 무리가 없이 평이하다.
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p22
현재 인류가 관측할 수 있는 우주의 크기는 약 465억 광년으로 그 안에는 우리 은하 같은 다른 은하들이 대략 1조 개 정도 존재하고 있다. (여기서 약간 의문이 있을 수 있는데 현재까지 밝혀진 최신 천체물리 이론으로 보면 빅뱅은 138억년 전에 일어난 것으로 알려져 있다. 그런데 우주의 크기는 465억 광년이라면 무언가 좀 모순되는 것 같다는 생각이 들 수도 있다. 이는 우주의 팽창 속도가 외곽으로 갈수록 점점 빨라지기 때문이다. 팽창 우주론에서 관측결과와 이론적 계산에 의하면, 우주의 최외각 - 물론 팽창 우주론에선 그런 개념은 없지만, 이해를 쉽게 하기 위해 가정하면 - 의 속도는 광속을 능가한다. 이로 인해 우주의 크기가 우주 탄생후 지난 시간보다 크다고 해도 모순은 없다)
아주 터무니없이 먼 곳을 의미하는 유행어가 된 '안드로메다' 은하는 우리 은하에서 겨우 250만 광년밖에 떨어지지 않은 '이웃' 은하일 뿐이다.
이 거대한 우주는 점점 더 팽창하고 있다. 우주는 어제보다 오늘이 더 크고 오늘보다는 내일이 더 클 것이라는 얘기다. 꺼꾸로 말해서 백만 년 전에는 지금보다 작았고 십억 년 전에는 훨씬 작았다. 시간을 더 거슬러 가면 우리는 결국 태초의 순간에 도달한다. 138억 년 전의 어느 때, 우주의 모든 것이 한데 몰려 엄청나게 높은 밀도와 온도를 가지고 있던 우주는 대폭발을 일으켰다.
p44
우주에서 상상할 수 있는 가장 극단의 천체는 바로 블랙홀이다. 블랙홀은 물체가 너무 무거워서 시공간이 휘어지다 못해 구멍이 난 것이다. 그리고 이 블랙홀이 벌이는 극한의 상황은 두 블랙홀이 서로 충돌하여 하나로 합쳐지는 것이다. 2015년 9월에 라이고에서 발견한 중력파는 태양 질량의 36배와 29배인 두 블랙홀이 충돌하여 62배 질량의 블랙홀 하나로 합쳐지면서 나온 것이다. 이 중력파가 가지고 나온 에너지는 태양 질량의 3배에 달한다. 즉, 우주에서 태양 세 개가 증발하면서 그 모든 것이 중력파로 바뀐 것이다. 순간 최대 방출 에너지로 보자면 관측 가능한 우주 전체에서 나오는 모든 빛 에너지의 50배에 달하는 막대한 양이다.
이 엄청난 에너지가 우주 전역에 방출되었다. 그중 극히 일부가 13억 년이라는 기나긴 세월 동안 우주를 여행하여 지구에 도착하였다. 그 신호가 라이고 검출기를 0.15초 동안 머리카락 굵기의 20조 분의 1만큼 움직였을 때, 인류가 놓치지 않고 그것을 포착했다. 그리고 그 신호의 세부 모양을 보고 13억 년 전 두 블랙홀의 충돌에서 비롯된 것임을 일반 상대성이론으로 재구성할 수 있었던 것이다. 13억 년과 0.15초, 13억 광년과 머리카락 굵기의 20조 분의 1. 이 두 극한의 시간과 거리가 100년 전 아인슈타인의 이론으로 연결되었다. 이것이 중력파 검출의 의미다.
p76
당대의 많은 물리학자는 치열한 논쟁을 거듭했다. 크게 두 파로 나뉘었다. 이것이 최종적으로 옳은 결론이라는 파와 절대로 그럴 리 없다는 파. 전자에 속하는 물리학자는 코펜하겐 학파라 부른다. 보어, 하이젠베르크, 보른, 파울리 등이 이에 속한다. 후자에 속하는 물리학자는 아인슈타인, 슈뢰딩거, 드브로이, 플랑크 등이 있다. 이들은 모두 양자역학 발전 과정에 기여한 공로로 노벨상을 받았다. 그중에서 절반이 완성된 양자역학의 결론을 거부한 것이다.
p129
과학적 세계관은 주입식 교육이나 선행교육으로 형성되지 않는다. 과학적으로 중요하고 수능에도 잘 나오는 실험의 방법과 결과를 통째로 외운다고 하여 형성되지도 않는다. 어설프더라도 정해진 답을 강요받지 않고 학생 각자가 눈으로 직접 보고 느끼며 실험해야 한다. 그리고 그것이 우리가 세상을 이해하는 데 어떤 의미가 있는 것인지 토론하는 경험을 함으로써 조금씩 쌓여가는 것이다. 시험 점수를 잘 받게 하는 수업은 교육이 아니라 시험 기계를 만드는 것이다. 비판 정신의 싹을 잘라내는 것이며 과학적 세계관에서 더 멀어지게 하는 것이다.