일상에서 만나게 되는
다양한 우주 이야기들 속으로!

까만 밤하늘에 무수한 별들을 보다 보면 ‘별이 저렇게 많은데 왜 하늘은 어두운 걸까?’ 하는 의문이 들 때가 있다. 이렇게 밝게 빛나는 별들이 수없이 가득 채워져 있다면 낮에는 태양 때문에, 또 밤에는 별 때문에 하늘이 환하게 빛나야 할 것 같은데 실제로는 그렇지 않다. 심지어 별들은 스스로 빛을 내기까지 하는데 말이다! 왜 그런 걸까? 이 문제는 1823년 독일의 천문학자 하인리히 올베르스가 의문을 제기한 것으로 ‘올베르스의 역설’이라고 불리는 문제이다. 올베르스는 별들이 절묘한 균형을 이루며 균일하게 분포되어 있으며, 우주에 불투명한 무언가가 있어 별에서 나오는 빛을 막고 있다고 주장했습니다.

그의 주장대로 실제 우주에는 ‘성간 물질’이라 불리는 희박한 가스나 먼지가 있다. 이 물질의 농도가 높은 곳에서는 어둡게 보이는 영역이 생기고, 이 어두운 영역을 ‘암흑 성운’이라 부르기도 한다. 하지만 이 암흑 성운이 있는 곳은 극히 일부분이고, 우주의 대부분 공간은 투명하다는 것이 밝혀지며 이 가설은 폐지되었다. 또 다른 가설로는 ‘적색편이’라는 것이 있다. 아주 멀리 떨어진 곳에 있는 별에서 가시광선이 방출되더라도 지구에 닿을 때쯤이면 눈에 보이지 않는 전파가 되어버린다는 가설이다. 이 또한 완전히 틀리지는 않지만, 밤하늘이 어두운 이유를 완벽하게 설명하기는 어려웠다.

이처럼 우주에는 관찰하고 실험하는 것만으로는 다 증명할 수 없는 현상들이 존재하고, 인간이 과학을 통해 알고 있는 것은 아주 일부분에 불과하다. 이런 것들을 해결하기 위해서는 지금까지 밝혀진 사실들을 바탕으로 한 다양한 상상력이 필요한데, 이렇게 상상력을 발휘해야 여러 가설도 세워질 수 있는 것이다. 인류는 고대부터 현재까지 끊임없이 “우주란 무엇인가”라는 질문의 답을 찾고 탐구해 왔다. 이 책은 그 여정을 좇아 모든 가능성을 펼쳐 놓고 조금이나마 그 진실에 가까이 다가가고자 했다.

알아 두면 생각의 크기를 키우는
우주에 관한 거의 모든 이야기

이 책은 처음부터 저 먼 우주로 나가지 않는다. 우선은 과거로 돌아간다. 첫 번째로는 고대의 우주관과 지구의 탄생에 관해 살펴보는데, 이는 걸어서 갈 수 있는 범위 너머에 무엇이 있는지 알고 싶어 하는 인간의 욕망을 함께 살펴보고자 함이다. 이 욕망이 오랜 세월 동안 사람을 움직여 수많은 난제를 해결하며 오늘날의 ‘우주상’이 확립된 것이기 때문이다. 더불어 기차가 빠르게 달려도 왜 별은 제자리인지, 별이 수없이 많아도 왜 밤하늘은 어두운지 등등 일상에서 만나는 우주와 관련한 궁금증을 이야기한다.

두 번째로는 우리가 관측할 수 있는 우주에 관해 이야기한다. 우주의 팽창과 빛이 도달할 수 있는 거리, 더 나아가 우주와 우리은하, 지구의 탄생까지 살펴본다. 주로 별과 빛에 관한 이야기를 다루었고, 칼 세이건의 명언 “우리는 별들로부터 만들어졌다!”라는 말이 무슨 뜻인지 알려 준다. 세 번째는 양자역학, 슈뢰딩거의 고양이 등 내용은 무슨 말인지 몰라도 그 이름만은 무척 많이 들어본 이론과 더불어 생각할 우주의 현상들을 엮었다. 양자역학이라고 하면 무척 어렵다는 편견이 있는데, 우주 첫 걸음이라는 목표에 맞게 필요한 만큼 이해할 수 있도록 충분히 쉽게 설명했으니 너무 겁먹지 말고 따라오기를 바란다.

네 번째는 많은 사람이 궁금해 하는 평행세계, 다중 우주에 관해 이야기한다. 이론적으로 보았을 때 평행세계는 실제로 존재할 수 있는지, 존재한다면 어떠한 형태인지, 우리가 직접 평행세계를 체험할 수 있는지 등등에 관해 지금까지의 과학이 밝혀낸 이야기들과 여러 가설을 담았다. 다섯 번째는 오늘날의 우주, 지구, 인간을 만들어 낸 아주 작은 변수에 대해 이야기한다. 이를 두고 ‘매개변수’라 하는데, 이 작은 변수가 없었다면 아주 티끌만 한 오차에도 우주, 지구, 인간은 탄생할 수 없었을지도 모른다는 이야기를 과학적으로 풀어내고 있다. ‘운명은 정해져 있다’라는 믿음을 과학으로 증명하는 과정이라고 봐도 과언이 아닐 것이다.

마지막으로는 시간과 미래에 관한 이야기를 담았다. 우주를 이야기할 때 가장 많은 사람이 호기심을 가지고 궁금해 하는 ‘시간 여행’에 관한 이야기가 있는데, 실제로 타임머신을 만들 수 있는지 살펴보고 시간 여행을 하게 될 경우 어떤 문제점들이 생기는지도 알아본다. 사실 지금까지 밝혀진 사실로는 ‘이론적으로는’ 시간 여행이 가능하다는 점이다. 이 내용에 관해 궁금하다면 마지막 장을 차근차근 읽어나가기를 바란다.

어두우면서도 한없이 넓은 우주에 비해 아주 작은 존재인 인간이 밝혀낸 영역은 티끌에도 미치지 못할지도 모른다. 하지만 아주 먼 과거부터 인간들은 끊임없이 내가 사는 이 지구에 대해, 이 우주에 대해 알기 위해 수없이 노력해 왔다. 그 와중에 밝혀진 것들도 많다. 이렇게 포기하지 않고 호기심을 가지고 ‘왜’ 그런지 탐구하다 보면 우주의 비밀에 작은 한 발을 더 내딛을 수 있을지 모른다. 『아는 만큼 보이는 세상: 우주 편』이 ‘우주란 무엇인가’ 하는 질문에 대한 수많은 답 중 하나가 되기를 바란다.