궤도, 이정모, 심채경 강력 추천
제임스 웹 우주망원경 운영팀 손상모 박사 추천사
135만 유튜브 〈안될과학〉 과학커뮤니케이터 항성 번역
《사이언스》 《사이언티픽 아메리칸》 추천

제임스 웹 우주망원경과 함께하는
가장 아름답고 인간적인 우주 여행

2020년 이후 인류가 내놓은 과학적 성취 중 최고가 무엇이냐고 물으면 어떤 답이 나올까? 분야에 따라 여러 대답들이 가능하겠지만, 다섯 손가락 안에 반드시 들어갈 것이 있다. 바로 제임스 웹 우주망원경이다. 《사이언스》가 매년 발표하는 ‘한 해를 빛낸 과학 성과(breakthough of the year)’에 2022년과 2024년 모두 제임스 웹 우주망원경이 이름을 올렸다. 《네이처》는 2022년 올해의 인물 10인(Nature’s 10)으로 제임스 웹 우주망원경 운영 프로젝트 과학자 제인 릭비(Jane Rigby)를 첫 손에 꼽았다.

제임스 웹 우주망원경이 이렇게 중요한 성과로 평가받는 이유는 간단하다. 허블 우주망원경의 100배, 육안의 100억 배 강력한 성능으로 우주의 탄생과 최초의 빛, 은하의 진화, 별과 행성의 탄생과 소멸, 외계 행성과 생명의 기원이라는 하나하나 무겁고 중요한 주제들에 중요한 진전을 가져다주었기 때문이다. 허블 우주망원경의 한계로 베일에 쌓여 있던 우주의 많은 비밀들이 제임스 웹 덕분에 하나하나 풀려가고 있으며, 우리의 우주에 대한 이해를 바꾸고 있다.

《우주를 깨우다》는 현대 천문학의 최전선이라 할 제임스 웹 우주망원경의 의미를 명료하면서 생생하게 전해준다. 1부에서는 투입 인력 2만 명, 투입 비용 100억 달러(13조 원)의 제임스 웹 프로젝트가 성공하기까지 여러 과학자, 기술자, 관리자들이 쏟아부은 노력을 한 편의 다큐멘터리처럼 전한다. 2부에서는 제임스 웹 우주망원경이 관측한 내용들이 현대 천문학의 풍경을 어떻게 바꾸고 있는지 보여준다. 거대 과학 프로젝트의 성공에 가려지기 쉬운 과학의 인간적이고 사회적인 면모를 드러내주었다는 점에서 우주망원경과학연구소 제임스 웹 우주망원경 운영팀의 손상모 박사는 “가장 아름답고 인간적인 우주 여행”이라고 평했다. 동시에 제임스 웹 우주망원경이 천문학에 기여한 바를 많은 사람들이 이해할 수 있도록 일목요연하면서도 생동감 있게 전했다는 점에서 《사이언스》는 “중요한 발견들에 관한 흥미진진한 이야기 속에 적절한 수준의 과학적 설명이 녹아 있다”고 말한다.

최고 대중 과학 저술가의 내러티브와
고화질 우주 사진으로 즐기는 제임스 웹 우주망원경 안내서

이 책의 저자 리처드 파넥은 미국에서 최고의 대중 과학 저술가로 꼽힌다. 2008년에는 학문, 창작 분야에서 뛰어난 업적을 보인 개인에게 수여되는 구겐하임 펠로십에 선정됐고, 2012년에는 미국물리학협회의 과학저술상을 수상했다. 그가 저술한 《보이지 않는 세기(The Invisible Century)》(1999), 《보는 것과 믿는 것(Seeing and Believing)》(2004), 《4퍼센트 우주(The 4% Universe)》(2011), 《중력이라는 문제(The Trouble with Gravity)》(2019) 등 대부분의 저서들은 《뉴욕타임스》 《월스트리트 저널》 《워싱턴 포스트》 《가디언》 등 유수 언론의 찬사를 받았다. 《우주를 깨우다》 역시 미국 3대 과학 학술지로 꼽히는 《사이언스》와 미국 최고의 대중 과학잡지 중 하나로 꼽히는 《사이언티픽 아메리칸》의 극찬을 받았다.

전문성과 글솜씨 모두 최고급을 자랑하는 저자의 이야기를 국내 독자들에게 전달하기 위해 탄탄한 전문성을 바탕으로 대중에게 천문학의 중요한 과학적 이슈와 지식을 전달하기 위해 노력해 온 과학커뮤니케이터 강성주(항성)가 번역을 맡았다. 옮긴이는 제임스 웹 우주망원경의 발사와 그 이후 발표된 성과들을 국내 대표 과학 유튜브 채널 〈안될과학〉을 통해 대중에게 알리고 그 의미를 해설해 왔다. 과학적 내용을 정확한 용어로 옮기고, 다큐멘터리를 연상시키는 현장감 넘치는 서술을 한국 독자가 즐길 수 있도록 최선을 다했다.

더불어 제임스 웹 우주망원경이 직접 촬영하고, 과학적으로 의미가 깊은 고화질 우주 사진들을 풀컬러로 수록했다. 저자가 수록한 사진에 옮긴이가 추가로 선정한 사진이 더해져 제임스 웹 우주망원경의 성과를 더 풍부하게 맛볼 수 있게 했다. 모든 사진에 대하 글쓴이와 옮긴의 해설을 덧붙여 환상적인 우주 사진들을 더 의미 있게 음미할 수 있도록 했다.

황홀한 우주 사진에 가려진
제임스 웹 우주망원경의 인간적, 사회적 면모

제임스 웹 우주망원경의 빛나는 성과들을 보고 듣다보면, 우리가 그것들을 누리기까지 얼마나 지난하고 어려운 과정을 거쳤는지는 잊혀진다. 저자는 바로 그렇게 관심의 뒷편으로 밀려난 제임스 웹 프로젝트의 과정에 빛을 비춘다. 여러 기술적, 정치적 난관의 순간들을 가감 없이 보여준다. 제임스 웹의 이런 인간적인 면모는 제임스 웹 우주망원경이 ‘인류’라고 해도 좋을 정도로 수많은 사람들의 의지와 노력이 빚어낸 기적에 가깝다는 것을 느끼게 한다. 더불어 막대한 자원, 인력, 시간이 들어가는 과학 프로젝트가 민주주의 국가에서 어떤 의미를 가지는지, 과학 프로젝트의 성공 저변에 무엇이 있는지를 선명하게 드러낸다.

제임스 웹 프로젝트가 NASA의 승인을 받은 것은 1995년 12월이었다. 이는 허블 우주망원경이 수리를 마치고 본격적으로 성과를 내놓으며 대중의 폭발적인 관심을 이끌어내기 시작한지 1년이 조금 지난 시점이었다. 워싱턴 카네기 연구소 연구원 앨런 드레슬러(Alan Dressler)는 1995년 12월에 당시 NASA 국장 대니얼 골딘(Daniel Goldin)을 만나 허블 우주망원경의 후속 망원경 프로젝트의 필요성을 설득했다. 당연히 골딘의 반응은 냉담했다. 허블 우주망원경이 이제 막 성과를 내고 있었기 때문이다.

드레슬러는 그런 골딘 앞에 두 개의 물건을 꺼냈다. 하나는 우리 이웃 은하들의 모습이 담긴 《허블 은하 지도(The Hubble Atlas of Galaxies)》였고, 다른 하나는 허블 우주망원경이 최근 찍은 사진이었다. 그리고 허블이 찍은 은하들에 우리에게 이야기를 건네고 있다고 말했다. 그리고 더 멀리, 더 깊이 볼수록 그 이야기의 시작, 즉 ‘우리의 기원’에 다다를 수 있을 것이라고 설득했다. 골딘은 얼마 후 허울 우주망원경의 후속 망원경 개발을 승인했다.

이 이야기는 단순히 드레슬러라는 한 사람의 화술에 관한 이야기가 아니다. 드레슬러의 아이디어는 1990년에 허블 우주망원경이 발사되기 5년 전에 당시 우주망원경과학연구소 소장 리카르도 지아코니가 제안했고, 부소장 가스 일링워스가 여러 워크숍을 통해 구체화했다. 그 노력은 우주과학위원회와 우주망원경과학연구소 워크숍을 통해 드레슬러에게 전해졌다. 제임스 웹 프로젝트는 인류가 품은 근본적인 질문들을 해결하겠다는 비전으로 동료들 그리고 행정 관료를 차근차근 설득해갔기에 시작될 수 있었다. 그마저도 허블의 결함을 수리하는데 실패했다면 설득이 실패했을 수도 있었다.

어렵사리 시작된 프로젝트가 취소 직전까지 가기도 했다. 지속적인 예산 초과와 일정 지연 때문이었다. 예산 절감을 위해 필요한 기술과 장비를 개발하고 제작하는 일을 다른 국가들과 연대하고, 리더쉽 있는 연구자와 비전에 공감하는 국회의원들의 힘으로 간신히 프로젝트는 이어질 수 있었다. 제임스 웹에 필요한 기술을 개발하는 일도 고난의 연속이었다. 6.5미터의 주경을 우주로 내보내기 위해서는 기존과는 다른 기술이 필요했다. 적외선 장비를 태양열로부터 보호하기 위해 한쪽 면에서는 섭씨 영상 수백 도를 견디고 그 반대편에서는 영하 수백 도를 견디는 차폐막의 성능을 어떻게 시험할 것인가도 문제였다. 저자는 이런 정치적, 기술적 난관들을 우리 앞에 펼쳐내 시간과 공간, 직업군을 초월한 다양한 사람들의 연대와 노력에 운까지 더해져 우리가 제임스 웹 우주망원경이 찍은 황홀한 우주의 모습들을 볼 수 있게 됐음을 상기시킨다.

연구실의 풍경과 천문학의 역사를 가로지르며
제임스 웹 우주망원경과 함께 하는 천문학 수업

책의 1부가 제임스 웹 우주망원경이 첫 이미지를 지구로 보내오기까지의 과정을 담고 있다면, 2부는 그 이후를 풀어낸다. 제임스 웹 우주망원경의 관측 결과가 바꾼 현대 천문학의 풍경이다. 그 풍경은 네 가지로 나뉜다. ‘우리 은하’ 즉, 비교적 가까운 우주인 태양계에 관한 연구, 우주 내 생명의 가능성을 찾기 위한 연구, 태양계 밖의 은하와 별의 탄생·소멸·진화에 관한 연구, 마지막으로 초기 우주와 우주의 본질에 관한 연구.

저자는 제임스 웹 우주망원경이 열어젖힌 현대 천문학의 성과들을 설명하기 위해 전문적인 용어와 복잡한 수식들을 소개하지 않는다. 그는 흥미롭게도 연구자의 집, 연구실, 호텔에서 시작하며 제임스 웹의 관측 결과를 받아든 순간의 감격을 생생하게 전한다. 누군가는 고양이를 끌어안고 위층의 어머니를 부르고, 누군가는 감탄할 만한 데이터를 받아들고도 의심하는 동료의 눈치를 본다. 누군가는 동료를 향해 확신에 차서 목소리를 높이고, 누군가는 학회에서 긴장된 목소리로 자신이 발견한 가능성을 전한다. 그렇게 독자는 제임스 웹이 가져온 변화의 한복판으로 초대된다.

감격의 순간으로 불려간 이후에는 다시 시간 여행을 한다. 연구자의 감격, 긴장, 흥분을 이해하기 위한 시간 여행이다. 그간의 연구는 어떻게 진행되어 왔는지, 연구가 어떤 기술적 한계로 멈췄는지를 차분히 풀어간다. 이를테면 관측 기술이 발전하고 태양계 연구가 진전됨에 따라 태양계에 대한 이해가 어떻게 변화해 왔는지를 따라간다. 그 속에서 왜 명왕성은 태양계 행성의 지위를 잃고 카이퍼 벨트 천체에 편입됐는지를 알게 되고, 넓어진 태양계에 대한 이해를 심화시키기 위해서 천체의 성분과 움직임을 정교하게 추적할 수 있는 ‘분광 분석’에 연구자가 목말라 하게 된다는 것을 알게 된다. 이제 독자는 마침내 필요하던 기술이 탑재된 망원경이 보내온 관측 결과를 손에 쥔 연구자의 심정을 진정으로 이해하게 된다.

저자의 안내를 따라 연구자의 감동을 생생하게 느끼면, 자연스럽게 천문학의 발전사를 네 가지 방향에서 맛보게 된다. 태양계의 개념이 어떻게 바뀌어왔는지, 은하와 별을 보는 시각이 어떻게 달려졌는지, 우주에 대한 우리의 이해가 어떻게 발전해 왔는지를 보며 천문학을 이루는 중요한 개념과 이론들을 알게 되고, 중요한 의미를 가진 발견들을 파악하게 된다. 동시에 제임스 웹 우주망원경의 어떤 점이 특별한지, 그것에 적용된 관측 기술이 무엇인지를 쉽게 이해하게 된다. 근적외선, 중적외선 관측 기술이 무엇이고 그 원리가 무엇인지, 그것이 왜 필요하고 어떤 성과까지 이어졌는지를 종합적으로 넓은 시야로 파악하게 된다. 그렇기에 이 책은 제임스 웹 우주망원경에 관한 안내서지만, 동시에 탁월한 천문학 교양서다.