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품목정보
| 발행일 | 2019년 06월 25일 |
|---|---|
| 쪽수, 무게, 크기 | 288쪽 | 488g | 148*210*20mm |
| ISBN13 | 9791155429884 |
| ISBN10 | 1155429885 |
심심할 때 우주 한 조각
: 태양과 별, 은하를 누비며 맛보는 교양천문학
콜린 스튜어트 저 / 허성심 역
|
생각정거장
|
2019년 06월 25일
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- 천문학 top20 1주
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저자 소개 (2명)
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우주는 그 크기만으로도 압도적이다. 지난 10년간 천문학에 관한 글을 쓰고 강연하러 다녔지만 나는 여전히 내 자신이 미약한 존재로 느껴진다. 사람들은 우주를 공부하는 것이 어렵다고 생각해 천문학을 멀리한다. 그러나 그렇게 어렵게 생각할 필요 없다. 이 책은 광대한 우주를 소화할 수 있는 한 입 크기로 잘라 독자들이 쉽게 이해할 수 있게 도와줄 것이다. 특별한 전문 용어나 수학도 쓰지 않고, 우주의 가장 매력적인 특징만을 뽑아 간단히 설명할 것이다. --- p.5
계절이 생기는 이유는 지구가 기울어져 있기 때문이다. 지구는 똑바로 서서 자전하는 것이 아니라 수직에서 23.4° 기울어져 있다. 그래서 6월이면 북반구는 태양 쪽으로 기울어져 날씨가 더 따뜻해지고 낮이 더 길어진다. 특히 북극권은 태양 쪽으로 매우 기울어져 있어 해가 지지 않고 낮이 계속된다. 한편 남반구는 태양에서 멀어지므로 태양으로부터 빛과 열을 얻기 어렵다. 남반구는 이때가 겨울이다. 특히 남극 대륙은 영원한 밤의 시간 속으로 들어간다. 6개월 후 지구는 태양의 건너편에 자리하므로 상황이 뒤바뀐다. 적도 아래 지역에서는 바비큐용 그릴을 꺼내고, 적도 위쪽에서는 두꺼운 외투를 준비한다. 북극 지방은 어둠에 잠기고, 남극 지방에서는 해가 지지 않는다. --- p.97~98
달은 지구의 자전 속도를 늦추는 일도 하고 있다. 10억 년 전 18시간이던 하루가 지금은 24시간이다. 제자리를 지키고 있던 바닷물이 달의 중력에 의해 밀물이나 썰물이 되면 해저 바닥과 마찰을 일으킨다. 그 마찰로 지구의 자전 에너지가 서서히 약해진다. 대양으로 이동된 에너지는 적도 지방의 열이 극지방으로 운반될 수 있도록 도와주므로 지구 전체의 온도 폭이 상당히 작아진다. 이처럼 달의 도움으로, 지구에 생명체가 발생했을 때 다양한 종으로 진화할 수 있는 유리한 환경이 유지됐다. --- p.111
인간은 어쩌면 21세기 안에 화성에 갈 수 있을지도 모른다. 38만km 떨어져 있어 도착하는 데 3일이 걸리는 달보다 화성까지 가는 여정은 훨씬 더 험난하다. 무려 7개월에 걸쳐 2억 2,500만km를 가야 한다. 무엇보다 우주에 장기간 체류하면 방사선 노출 위험이 커진다. 고에너지 입자들이 피부를 뚫고 들어와 세포 안에 에너지를 방출하고 DNA를 손상시킨다. 치명적인 양의 방사선에 노출되면 방사선 병, 암, 백내장 등이 생길 수 있다. 그래서 우주 비행사들은 임무 수행을 방해하지 않는 선에서 방사선을 막을 수 있는 가벼운 보호 장비를 착용한다. --- p.126
약 13억 년 전 태양 질량의 30배가 되는 블랙홀 2개가 어지럽게 빨려들어가는 죽음의 소용돌이처럼 서로 충돌했다. 충격이 워낙 강력해서 거대한 파동이 시공간 구조를 통과해 바깥으로 광풍처럼 폭주했다. 빛의 속도로 세게 내달리던 중력파는 2015년 9월 마침내 지구에 도달했다. 다행히 때마침 중력파를 감지할 수 있는 장치를 막 켜둔 참이었다. 그 후로 2015년 12월, 2017년 1월, 2017년 8월에도 다른 블랙홀 합병으로 발생한 중력파가 감지됐다. 2017년 8월에는 중성자별 2개가 합병하면서 생긴 파동도 감지됐다. 조금씩 흘러나오던 중력파는 머지않아 봇물 터지듯 쏟아져 나올지도 모른다. --- p.184
이론물리학자이자 우주과학자인 스티븐 호킹은 학자로서 일생을 블랙홀의 특이한 성질을 연구하는 데 바쳤다. 호킹의 가장 중요한 업적 가운데 하나는 호킹 복사 효과에 의해 블랙홀이 서서히 사라진다는 이론을 제기한 것이다. 물리학자들은 겉보기에 비어 있는 것처럼 보이는 공간이 실제로는 결코 비어 있지 않음을 알고 있다. 우주는 지속적으로 에너지를 입자 쌍으로 변환시키고 있지만 그런 입자들은 오로지 일시적으로만 존재한다. 신데렐라의 마차와 말처럼 입자들은 금방 원래 모습으로 돌아가야 한다. 그렇지 않으면 중요한 물리 법칙을 어기게 된다. --- p.190
인기리에 방영된 CBS 드라마 〈빅뱅이론〉에서 천재이지만 사회생활에는 서툰 쉘든 쿠퍼 덕분에 끈이론은 최근 몇 년 사이 대중에게 익숙한 문화가 됐다. 끈이론은 물리학자들이 양자물리학과 중력을 결합해 TOE를 만들려는 시도 가운데 하나다. 끈이론의 기본 전제는 우리가 주변에서 보는 모든 것이 근본적으로 아주 작고 진동하는 끈으로 만들어졌다는 것이다. 현악기의 줄을 다양하게 마찰시켜 다양한 음을 내는 것처럼 끈 진동을 달리해서 다양한 아원자 입자를 만들어낼 수 있다. 끈이론과 초대칭 이론이 결합됐을 때 초끈이론이 된다. --- p.192~193
별을 중심으로 생명체가 존재할 수 있는 온도를 지닌 좁은 범위의 우주 공간을 생명체 거주 가능 지역이라 한다. 지구는 그런 구역에 위치하고 있다. 행성이 모 항성에 너무 가까우면 행성의 물은 기체가 돼버리고, 너무 멀리 떨어져 있으면 얼음으로 변해버린다. 그래서 생명체 거주 가능 지역은 종종 골디락스 존이라 불리기도 한다. 영국 동화 《골디락스와 곰 세 마리》에 나오는 죽처럼 너무 뜨겁지도, 너무 차갑지도 않은 적당한 상태여야 한다는 것이다. 현재 천문학자들은 외계 생명체의 흔적을 찾으려고 다른 별의 생명체 거주 가능 지역에 존재하는 행성을 찾고 있다. --- p.195~196
빅뱅이라는 아이디어는 현재 우주가 팽창하고 있는 속도를 살펴 시간을 거꾸로 돌려서 팽창이 시작된 시점을 찾는 과정에서 나왔다. 엄밀히 말해 허블의 법칙을 따르는 팽창은 급팽창이 끝난 후에 시작됐다. 그러므로 대폭발 이전에 급팽창이 일어났다고 할 수 있다. 많은 이론가가 급팽창 전에는 특이점이 필요하지 않으며, 더욱이 만물 법칙이 실제로 존재한다면 특이점이 필요하지 않다고 주장한다. 작은 한 부분이 팽창해서 우리의 우주가 만들어지기 이전에 무엇이 있었든 어쩌면 그것은 아주 오랫동안 존재했던 것일지도 모른다.
계절이 생기는 이유는 지구가 기울어져 있기 때문이다. 지구는 똑바로 서서 자전하는 것이 아니라 수직에서 23.4° 기울어져 있다. 그래서 6월이면 북반구는 태양 쪽으로 기울어져 날씨가 더 따뜻해지고 낮이 더 길어진다. 특히 북극권은 태양 쪽으로 매우 기울어져 있어 해가 지지 않고 낮이 계속된다. 한편 남반구는 태양에서 멀어지므로 태양으로부터 빛과 열을 얻기 어렵다. 남반구는 이때가 겨울이다. 특히 남극 대륙은 영원한 밤의 시간 속으로 들어간다. 6개월 후 지구는 태양의 건너편에 자리하므로 상황이 뒤바뀐다. 적도 아래 지역에서는 바비큐용 그릴을 꺼내고, 적도 위쪽에서는 두꺼운 외투를 준비한다. 북극 지방은 어둠에 잠기고, 남극 지방에서는 해가 지지 않는다. --- p.97~98
달은 지구의 자전 속도를 늦추는 일도 하고 있다. 10억 년 전 18시간이던 하루가 지금은 24시간이다. 제자리를 지키고 있던 바닷물이 달의 중력에 의해 밀물이나 썰물이 되면 해저 바닥과 마찰을 일으킨다. 그 마찰로 지구의 자전 에너지가 서서히 약해진다. 대양으로 이동된 에너지는 적도 지방의 열이 극지방으로 운반될 수 있도록 도와주므로 지구 전체의 온도 폭이 상당히 작아진다. 이처럼 달의 도움으로, 지구에 생명체가 발생했을 때 다양한 종으로 진화할 수 있는 유리한 환경이 유지됐다. --- p.111
인간은 어쩌면 21세기 안에 화성에 갈 수 있을지도 모른다. 38만km 떨어져 있어 도착하는 데 3일이 걸리는 달보다 화성까지 가는 여정은 훨씬 더 험난하다. 무려 7개월에 걸쳐 2억 2,500만km를 가야 한다. 무엇보다 우주에 장기간 체류하면 방사선 노출 위험이 커진다. 고에너지 입자들이 피부를 뚫고 들어와 세포 안에 에너지를 방출하고 DNA를 손상시킨다. 치명적인 양의 방사선에 노출되면 방사선 병, 암, 백내장 등이 생길 수 있다. 그래서 우주 비행사들은 임무 수행을 방해하지 않는 선에서 방사선을 막을 수 있는 가벼운 보호 장비를 착용한다. --- p.126
약 13억 년 전 태양 질량의 30배가 되는 블랙홀 2개가 어지럽게 빨려들어가는 죽음의 소용돌이처럼 서로 충돌했다. 충격이 워낙 강력해서 거대한 파동이 시공간 구조를 통과해 바깥으로 광풍처럼 폭주했다. 빛의 속도로 세게 내달리던 중력파는 2015년 9월 마침내 지구에 도달했다. 다행히 때마침 중력파를 감지할 수 있는 장치를 막 켜둔 참이었다. 그 후로 2015년 12월, 2017년 1월, 2017년 8월에도 다른 블랙홀 합병으로 발생한 중력파가 감지됐다. 2017년 8월에는 중성자별 2개가 합병하면서 생긴 파동도 감지됐다. 조금씩 흘러나오던 중력파는 머지않아 봇물 터지듯 쏟아져 나올지도 모른다. --- p.184
이론물리학자이자 우주과학자인 스티븐 호킹은 학자로서 일생을 블랙홀의 특이한 성질을 연구하는 데 바쳤다. 호킹의 가장 중요한 업적 가운데 하나는 호킹 복사 효과에 의해 블랙홀이 서서히 사라진다는 이론을 제기한 것이다. 물리학자들은 겉보기에 비어 있는 것처럼 보이는 공간이 실제로는 결코 비어 있지 않음을 알고 있다. 우주는 지속적으로 에너지를 입자 쌍으로 변환시키고 있지만 그런 입자들은 오로지 일시적으로만 존재한다. 신데렐라의 마차와 말처럼 입자들은 금방 원래 모습으로 돌아가야 한다. 그렇지 않으면 중요한 물리 법칙을 어기게 된다. --- p.190
인기리에 방영된 CBS 드라마 〈빅뱅이론〉에서 천재이지만 사회생활에는 서툰 쉘든 쿠퍼 덕분에 끈이론은 최근 몇 년 사이 대중에게 익숙한 문화가 됐다. 끈이론은 물리학자들이 양자물리학과 중력을 결합해 TOE를 만들려는 시도 가운데 하나다. 끈이론의 기본 전제는 우리가 주변에서 보는 모든 것이 근본적으로 아주 작고 진동하는 끈으로 만들어졌다는 것이다. 현악기의 줄을 다양하게 마찰시켜 다양한 음을 내는 것처럼 끈 진동을 달리해서 다양한 아원자 입자를 만들어낼 수 있다. 끈이론과 초대칭 이론이 결합됐을 때 초끈이론이 된다. --- p.192~193
별을 중심으로 생명체가 존재할 수 있는 온도를 지닌 좁은 범위의 우주 공간을 생명체 거주 가능 지역이라 한다. 지구는 그런 구역에 위치하고 있다. 행성이 모 항성에 너무 가까우면 행성의 물은 기체가 돼버리고, 너무 멀리 떨어져 있으면 얼음으로 변해버린다. 그래서 생명체 거주 가능 지역은 종종 골디락스 존이라 불리기도 한다. 영국 동화 《골디락스와 곰 세 마리》에 나오는 죽처럼 너무 뜨겁지도, 너무 차갑지도 않은 적당한 상태여야 한다는 것이다. 현재 천문학자들은 외계 생명체의 흔적을 찾으려고 다른 별의 생명체 거주 가능 지역에 존재하는 행성을 찾고 있다. --- p.195~196
빅뱅이라는 아이디어는 현재 우주가 팽창하고 있는 속도를 살펴 시간을 거꾸로 돌려서 팽창이 시작된 시점을 찾는 과정에서 나왔다. 엄밀히 말해 허블의 법칙을 따르는 팽창은 급팽창이 끝난 후에 시작됐다. 그러므로 대폭발 이전에 급팽창이 일어났다고 할 수 있다. 많은 이론가가 급팽창 전에는 특이점이 필요하지 않으며, 더욱이 만물 법칙이 실제로 존재한다면 특이점이 필요하지 않다고 주장한다. 작은 한 부분이 팽창해서 우리의 우주가 만들어지기 이전에 무엇이 있었든 어쩌면 그것은 아주 오랫동안 존재했던 것일지도 모른다.
--- p.269
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