우리가 살면서 한 번은 꼭 읽어야 할 천문학 이야기

별과 우주를 이해하는 데 한 권이면 충분하다! 쉽게 재미있게 풀어쓴 교양천문학의 스테디셀러! 더욱 풍성해진 이야기와 120컷의 사진들로 새롭게 만나다

2011 문화체육관광부 우수교양도서, 2011 교육과학기술부 우수과학도서를 비롯하여 각종 단체의 추천도서로 선정, 천문학 분야의 대표적인 스테디셀러로 자리 잡은『천문학 콘서트』가 더 재미있고 알찬 내용들을 추가하여 전면개정판을 출간했다. 과학이나 천문학을 잘 모르는 사람들도 무리 없이 읽을 수 있을 만큼 쉽고 재미있는 내용과 호기심과 상상력을 자극하는 사색의 글로, 출간 이후 천문학 독자와 청소년들에게 꾸준한 사랑을 받아왔다. 이번에 새롭게 출간된 개정증보판에서는 초판의 2부였던‘주제로 보는 천문학 산책’을 과감히 덜어내고 1부 천문학의 역사를 더욱 상세하게 보강해서 한층 더 풍부한 우주론의 역사를 담고자 했다. 대폭 보강된 120컷이 넘는 사진 자료는 생생한 우주의 세계로 우리를 이끌며, 책의 말미에 더해진 우주 연표는 우주 탄생의 순간부터 종말까지 연대별로 구성되어 있어 현재까지 밝혀진 천문학 역사의 모든 것을 한눈에 볼 수 있다. 저자 이광식은 우주와 천문학 책을 좋아하는 독자들이라면 한번쯤은 이름을 들어봤을 국내 대표적인 과학 저술가다. 젊은 시절 우주에 대해 알고 싶다는 열망으로 천문학 책을 찾아 청계천을 돌아다니다 급기야 천문학 책을 출간하는 출판사를 차리고, 국내 최초의 천문학 잡지인 <월간 하늘>을 창간한 독특한 이력을 가지고 있다. 이 책에서 저자는 단순히 천문학에 대한 지식만을 전달하려 하지 않는다. 대신 우리가 왜 우주를 사색해야 하는지에 대한 질문을 던진다. 그리고 고대부터 지금까지 인간이 끊임없이 우주를 궁금해 하고 탐구해온 것은 우주 속에서 우리가 얼마나 티끌 같은 존재인가를 자각하고, 장대한 시간의 흐름과 공간 속에서 자아의 위치를 찾아내는 분별력과 깨달음을 얻기 위함이라고 말한다. 그러한 분별력을 가질 때, 우리는 보다 넓은 시각으로 세상과 인생을 보게 되며, 균형 잡힌 삶을 살 수 있게 될 것이라는 게 저자의 믿음이다. 이 믿음이 저자가 이 책을 쓰게 된 가장 큰 동기이며, 또한 이 책이 독자들에게 교양과학책 이상의 울림을 주며 꾸준히 사랑받아 온 가장 큰 이유라고 할 수 있다. 고대에서 현대에 이르기까지 사람들은 우주에 대해 어떤 생각들을 해왔을까? 파노라마처럼 펼쳐지는 별과 천문학의 역사 천문학에 빠져 살며 우주에 관한 책을 펴내던 저자는 어느 날, 이렇게 일만 하다가 우주 속으로 사라진다면 너무나 억울할 것 같다는 생각이 문득 들어 천직이라고 생각했던 출판사를 접고 시골의 산속으로 들어간다. 이후 밤에는 옥상에 설치된 천체망원경을 통해 별을 관찰하고, 낮에는 천문학 고전을 읽었으며, 남는 시간에는 수학 참고서를 풀기도 했다. 우주와 자연의 법칙을 폭넓게 탐구하고 이해하려는 저자의 방식은 이 책에서 고스란히 드러난다. 우주론의 역사를 바탕으로 하여 물리학의 공식, 지구과학에 대한 이해, 양자역학을 오가는 폭넓은 과학 이론은 물론, 근현대의 과학사까지 아우르며 흥미진진한 천문학 이야기를 들려주는 것이다. 우주에 대해 아무것도 밝혀지지 않았던 시대 탄생한 천동설부터 시작해 우주가 팽창하고 있다는 놀라운 사실, 지구를 떠나고 있는 달, 지구 생명의 창조자이자 파괴자인 혜성, 20세기를 대표하는 두 우주론의 승부대결 등 이 한 권의 책 속에는 고대에서 현재에 이르는 별과 우주, 우주론의 흥미로운 역사와 신기한 이야기들, 한 번은 들어봤을 만한 역사 속 수많은 과학자들의 뒷이야기들이 다양하게 펼쳐진다. 또한 변화하는 시대의 우주관들과 천문학의 발달 과정을 생생하게 그려내고 있다. 둥근 지붕이 덮인 지구 중심의 소박한 우주에서 수천억 은하들이 비산하는 팽창 우주로의 변화를 이야기하면서 우주를 향한 인류의 의식과 지식이 어떤 확장의 길을 밟아왔는지 장대한 우주론의 역사가 파노라마처럼 펼쳐진다. 재미있는 에피소드와 이야기들은 수학과 과학에 특별한 지식이 없더라도 천문학과 천체물리학의 기본 이론이나 개념들을 쉽게 이해할 수 있게 한다. 낮에는 천문학 책을 읽고, 밤에는 망원경으로 별을 관찰하며 우주를 여행해온 저자의 이야기는 우주와 삶에 대한 새로운 시각과 방향을 제시할 것이다. ‘우리는 모두 자기만의 우주관이 필요하다’ 우리는 우주에서 무엇이고, 왜 우주를 알아야 하는가? 저자는 사람마다 저마다 다른 외모와 생각을 가지고 있듯이 자기만의 우주관을 가져야 한다고 말한다. 우주관이란 나는 이 우주를 어떻게 바라볼 것이며, 우주에 대해 어떤 생각을 갖고 있는지, 우주 속의 나는 어떤 존재인지를 고민하면서 나와 우주의 관계를 생각해보는 것이다. 자신만의 우주관을 가질 때 우리는 우주라는 이 광대한 공간, 장구한 시간의 흐름 속에서 나는 잠시 머물다 가는 존재에 불과하다는 사실을 깨닫고, 내 주위를 둘러싸고 있는 사물과

우주를 읽으면 세상과 인생이 보인다 ‥ 머리말
우리가 우주를 사색해야 하는 이유 ‥ 글을 시작하며

1장 우주에 세운 이정표
허공을 날아다니는 땅덩어리
천동설을 완성한 대인배 천문학자
인간은 우주의 중심이 아니다
우주에 이정표를 세우다
최초로 천상세계의 문을 열다

2장 우주의 작동원리를 찾았다!
하늘과 땅을 통합하다
별들도 움직인다고?
우주를 측량하는 사람들
천왕성을 발견한 음악가
해왕성 발견에 얽힌 미담과 추문
별까지의 거리를 잰 인턴 사원

3장 우주도 진화한다
우주는 어떻게 진화하는가?
별을 해부한 사람들
별이란 무엇인가
별빛에 답이 있다

4장 태초와 종말에 관한 이야기
아인슈타인의 구부러진 우주
우주는 팽창하고 있다!
암흑물질을 잡은 남자
태초와 종말에 관한 이야기

연표로 보는 우주의 역사

우주를 생각하려면 이 같은 상상력과 감수성이 꼭 필요하다고 봅니다. 그래서 현대 우주론의 마당을 연 아인슈타인이‘상상력은 지식보다 위대하다’고 말한 것인지도 모릅니다. 사람마다 자기만의 얼굴을 가지고 살아가듯이, 내 나름의 우주관도 반드시 필요합니다. 그것은 세계와 자아에 대한 분별력에 다름 아니며, 그러한 분별력이 있을 때 우리는 이 세상의 것들에 쉬 휘둘리거나 매몰되지 않고 차분한 시선으로 인생과 세상을 바라보며, 보다 균형 잡힌 삶을 살 수 있을 것입니다.
- <머리말, 우주를 읽으면 세상과 인생이 보인다> 밤하늘의 별밭을 거닐다 보면 늘 그렇듯 우주의 역사와 그 종말을 생각하게 된다. 138억 년 전 조그만 ‘원시의 알’에서 태어난 우주는 지금 이 순간에도 엄청난 속도로 팽창을 계속하고 있다. 태초의 우주에서 원시 수소구름들이 수억, 수십억 년 동안 서로 뭉친 끝에 2천억 개가 넘는 은하들을 만들어내고, 그 2천억 은하들이 지금 광막한 우주공간을 어지러이 비산하고 있는 것이다. 지구 하늘의 수많은 별들 역시 어버이 되는 수소구름에서 태어난 것들이다. 인간은 그 별의 일부로 몸을 만들고 생명을 얻어 태어났다. 별이 없었으면 인류도, 나도 없었을 것이다. 별과 우리의 관계는 그처럼 밀접하다. 우리가 매일 보는 아침에 뜨는 별, 태양은 우리은하에 속해 있는 4천억 개 별 중 평범한 한 개의 별에 지나지 않는다. 일생의 거반을 지나고 있는 태양도 60억 년 후에는 종말을 맞는다. 별도 인간처럼 태어나고, 늙고, 죽는 일생을 사는 것이다.
- <우리가 우주를 사색해야 하는 이유>아낙시만드로스가 최초로 평평한 지구를 주장한 것과 반대로 지구가 둥글다고 주장한 사람이 곧바로 나타났다. 바로 그의 제자인 피타고라스(BC 570경~495경)였다. 수학에서 피타고라스의 정리를 발견한 그는 형태의 순수성을 근거로, 신의 작품이자 인류의 터전인 지구는 완전한 구여야 한다고 여겼다. 피타고라스는 지구가 공과 같이 둥글다고 추론한 역사상 최초의 인물로 여겨진다.‘코스모스’라는 단어를 맨 처음 사용한 사람도 피타고라스였다. 그는 카오스의 반대 개념으로 우주를‘아름답고 조화로운 전체’즉 코스모스로 상정함으로써 우주를 인간의 사고 범위 안으로 끌어들였던 것이다. 그로부터 200여 년 뒤인 기원전 4세기에 아리스토텔레스는 월식 때 달에 생기는 지구의 그림자를 근거로 지구가 구형의 천체라는 훨씬 과학적인 주
장을 하면서 지구중심 우주관을 내놓았다.
- <허공을 날아다니는 땅덩어리>만약 하늘이 움직이지 않고 지구가 움직인다면 그 결과로 특별한 현상들이 관측되어야 한다. 모든 물체는 우주의 중심으로 떨어진다. 지구가 우주의 중심에 고정되어 있지 않고 움직인다면 낙하하는 물체가 어떻게 지구 중심을 향해 떨어지겠는가. 또 하나의 논거는 지구 자전에 관한 것이었다. 만약 지구가 24시간에 한 번씩 자전한다면, 위를 향해 수직으로 던져진 물체는 같은
지점에 떨어지지 않아야 하지만, 실제로는 바로 그 자리에 떨어진다는 게 그의 논리였다. 또 그는“지구가 자전한다면 산산조각 난 지구가 천구 너머로 내던져지는 우스꽝스런 꼴이 될 것”이라고 말했다. 하지만 프톨레마이오스의 이 같은 주장은 1,500년 뒤 달리는 배 위에서 낙체실험을 한 갈릴레오에 의해 완벽하게 깨어졌다. 달리는 배에서도 물체가 정확히 수직으로 떨어졌던 것이다. 이것이 바로 같은 관성계에서는 모든 물리법칙이 동일하게 적용된다는 것을 입증한 갈릴레오의 상대성 이론으로, 나중에 아인슈타인의 특수 상대성 이론으로 진화하게 된다.
- <천동설을 완성한 대인배 천문학자>케플러의 법칙 중 제3법칙인‘조화의 법칙’발견은 그야말로 사막에서 바늘 찾기처럼 지난한 작업이었다. 이 하나를 찾기 위해 그는 다시 10년의 시간을 더 쏟아 부어야 했다. ‘행성의 공전주기 제곱은 태양까지의 거리 세제곱에 비례한다.’이 법칙의 발견은 일찍이‘세계는 수로 이루어져 있다’는 피타고라스의 선언을 실증한 셈이었다. 케플러 이전에도 자연계를 지배하는 어떤 법칙이 있을 거라고 짐작되기는 했지만, 이처럼 아름다운 수학적인 법칙이 있으리라고 누구도 생각해보지 못했다. 케플러가 보여준 것은 우주는 수학적인 아름다운 질서와 법칙이 지배하는 세계라는 것이었다. (...)케플러는 놀랍게도 태양과 행성 사이에는 보이지 않는 어떤 힘이 작용하며, 행성운동의 근본 원인이 우주의 중심인 태양에서 비롯되는 자기력과 유사한 성격의 것이라고 제안함으로써 중력 또는 만유인력을 예견했던 것이다. 이런 의미에서 진정한 태양중심설은 코페르니쿠스가 아니라 케플러에 의해 시작되었다고 할 수 있으며, 천체물리학의 출발점 역시 케플러라고 할 수 있다.
- <우주에 이정표를 세우다>지금부터 하려는 이야기는 20세기 천문학의 최고 영웅에 대한 것이다. 그의 이름은 허블 법칙, 허블 상수로 너무나 잘 알려진 에드윈 허블(1889∼1953)이다. 그는 여러 가지 면에서 문제적 인물이었다. 1889년 미국 미주리 주의 마시필드에서 태어난 허블은 한마디로 온갖 행운을 타고난 사람이었다. 아버지는 변호사이자 보험 대리인이라 풍족한 어린 시절을 보냈다. 그는 부모로부터 높은 지능과 강건한 체질까지 물려받은 데다 미남형이라 매력이 주체하지 못할 정도로 철철 흘렀다. 이는 과장이 아니다. 그를 아도니스(그리스 신화 속의 미소년)라고 부르는 사람도 있었다. 약간 과장해 말한다면, 얼굴은 폴 뉴먼이요, 몸은 무하마드 알리, 머리는 아인슈타인이었다.
- <우주는 팽창하고 있다!>