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우주의 탄생, 다중우주, 시공간과 물질, 외계인과 UFO, 지구와 우주의 문명……
당신이 상상할 수 없는 138억 년 우주를 한 권의 책에 담다!
과학 교육 박사 권재술의
가장 본질적이고 다정한 우주 안내서

과학자, 문학평론가, 시인, 소설가 모두가 극찬한
『우주를 만지다』 권재술 교수의 품위 있는 우주 과학 에세이
“우주는 그 어떤 몽상가의 상상보다도
더 대단한 일이 벌어지는 공간이다!”

과학과 문학의 조화를 이루어내어 과학자, 문학평론가, 시인, 소설가 등의 극찬을 받은 『우주를 만지다』 권재술 교수가 조금 더 방대하고 심화된 내용을 담은 우주 안내서 『우주, 상상력 공장』을 출간했다. 이 책은 우주의 탄생인 ‘태초’부터 종말인 ‘태종’까지 논하면서 그 사이의 텅 빈 시간과 공간을 존재, 우주, 생명, 정신, 문명 등으로 채웠다. 과학 이론부터 아직 밝혀지지 않은 우주의 비밀을 다채롭게 담아낸 『우주, 상상력 공장』은 과학자의 지식과 시인의 상상이 결합된 특별한 과학 에세이다.
시간과 공간이란 정말 ‘존재’하는 것일까? 인간의 자아란 무엇일까? UFO, 정말 있을까? 있다면 왜 아직 오지 않았을까? 우주에도 종말이 존재할까? 현대 과학은 우주에 관하여 알고 있는 것보다 모르고 있는 것이 더 많기에 작가는 이 책을 통해 ‘답’이 아닌 ‘질문’을 던진다. 옳고 그름을 논하거나 단편적인 지식을 습득하는 차원에서 벗어나, 밝혀지지 않은 우주의 비밀을 스스로 사유하고 상상을 통해 만들어나가는 설렘이 가득한 책이다!

“모든 존재는 우주를 갈망한다. 그렇기 때문에 모든 존재는 우주적 존재이다.”
우주 속에서 인간이 존재하는 의미를 풀어내다!

책의 추천사를 맡은 조진호 과학 전문 작가는 이 책을 ‘2022년에 새롭게 탄생한 제2의 코스모스’라고 극찬해 마지않았다. 끈 이론, 급팽창, 양자론, 창조론과 진화론, 호문쿨루스 등 분야를 가리지 않는 이야기를 다루면서도 과학을 전혀 모르는 문외한까지 어렵지 않게 읽을 수 있도록 쉬운 말로 꼼꼼하게 풀어내었다. 평생을 물리학에 헌신한 교육자답게 다정한 강연을 듣는 듯한 ‘우주 안내서’다.

“독자들이 이 책을 읽으며 놀랍고 신비로운 세상이 저 우주에 그리고 우리 속에 있음을 발견할 수 있기를 바랍니다. 나아가 이 발견이 저 먼 우주의 신비로 이어지기를 바라 마지않습니다.” -머리말에서

저자는 이 책을 통해 놀랍고 신비로운 세상이 저 우주에 그리고 우리 속에 있음을 발견할 수 있기를 바라며, 더 나아가 이 발견이 저 먼 우주의 신비로 이어지기를 바라 마지않는다고 밝혔다. 아직 우주에는 인류가 알 수 없는 부분이 많으므로 자신의 주관과 상상이 많이 들어가 있음을 주지시키며, 이에 동조하지 않는 이들도 있을 것이라 이야기한다. 그러나 우주를 아는 것이 지구를 아는 것이듯이, 우주를 아는 것이 우리 자신을 아는 일이다. 『우주, 상상력 공장』이 닦아놓은 태초부터 태종까지의 길을 따라가는 시간은 어느덧 나 자신의 내면을 들여다보는 시간으로 탈바꿈한다. 그 시간 끝에 독자들이 ‘우주에 인간이 존재하는 의미는 무엇인가?’라는 질문에 각자 나름의 답을 내릴 수 있기를 바라본다.

조진호(과학 전문 작가)
(…) 지구라는 행성에서 인간으로 살아가는 것이 무슨 의미인지에 대해서 잠시나마 진지하게 질문하고 생각하는 것이 인간으로서 최소한의 도리를 하는 것은 아닐까? 내가 무엇으로부터 왔는지, 내가 존재하는 우주는 도대체 무엇으로부터 시작했고 어디로 가고 있는지…… 이런 질문 말이다. 결코 한가한 질문들이 아니다. 가장 본질적이고 기본적인 질문이다. 이를 다루는 책들은 사실 너무나 많지만 바쁜 당신을 위해서 단 한 권의 책, 권재술 작가의 『우주, 상상력 공장』을 제안한다. 이 책을 통해 가장 긴 시간 동안 펼쳐지는 가장 거대한 이야기를 마주할 것이다. 이 책을 덮는 순간 당신은 40억 년 전에 지구에서 우연히 출현한 생명체로부터 진화한 똑똑한 머리를 가진 생명체의 체면치레를 하는 것이다.

김항배(한양대학교 물리학과 교수)
(…) 『우주, 상상력 공장』은 우주 속에서 인간이 존재하는 의미를 풀어냈다. 우주와 인간을 이어주는 수많은 연결 고리 하나하나가 사유의 주제가 되고 문학의 주제가 된다. 이 책은 태초와 태종 사이에 생명과 마음과 문명을 담아 인간과 우주, 그 시작과 끝을 연결하는 주요 주제들을 권재술 교수님의 고유한 선택과 글쓰기 스타일로 풀어낸 에세이다. (…) 이 책도 독자에게 지식과 더불어 질문도 던져줄 것이다. 어려운 주제다 보니 아직 정답이 없는 질문이 많다. 그렇기에 각자의 지식과 사유에 기반해서 스스로 의미를 만들어 가는 공간이 생긴다. 『우주, 상상력 공장』은 과학을 통해서 우주에 인간이 존재하는 의미를 찾아가는 길을 보여주는 책이다.

추천사
머리말

CHAPTER 0. 태초
-시작
-완전한 질서
-최초의 원인

CHAPTER 1. 존재
-시간
시간이란 무엇인가?
과거, 현재, 미래
시간의 방향
시간의 감각질
-공간
공간이란 무엇인가?
차원 만들기
플랫랜드
휘어진 공간
휘어진 시공간
-물질
최초의 물질
별, 원자를 만드는 공장
분자, 세상을 만드는 재료
암흑 물질과 암흑 에너지
블랙홀, 우주의 무덤
끈, 궁극의 물질
-플러스 알파(+α)
존재란 무엇인가?
텍스트와 콘텍스트
창발

CHAPTER 2. 우주
-우주라는 말
우주
-우주의 탄생
별은 왜 떨어지지 않는가?
빅뱅 우주
우주의 시공간: 나이와 크기
빅뱅 우주의 두 가지 문제
급팽창: 날벼락 같은 발견
-다중우주
지평선 그 너머
급팽창과 다중우주
양자론과 평행우주
끈 이론과 우주의 풍경
-인간 원리
우연과 필연
우주는 인간을 위해 창조되었나?

CHAPTER 3. 생명
-생명의 역사
뿌리
지구의 역사
생명의 씨앗
생명의 시작
대멸종
지구 생명의 미래
-유전
원자는 왜 작아야 하는가?
콩 심은 데 콩 나고
죽은 자도 말을 한다
DNA
유전자란 무엇인가?
-진화
진화론의 특징
돌이 된 시간
태고의 기억
선인장의 가시
돌연변이와 자연선택
인간 선택
진화하는 국회의원
모든 것은 진화다
시간: 진화의 무기
창조냐 진화냐
-외계인과 UFO
참을 수 없는 가려움
어디에 있을까?
얼마나 많을까?
외계인의 육체
UFO, 정말 있을까?
왜 오지 않았을까?

CHAPTER 4. 정신
-두뇌 속의 기계
뿌리
만들어진 세상
호문쿨루스Homunculus
멈춰버린 시간
-두뇌 속의 유령
환상통
신의 처소
서번트 증후군
-의식consciousness
날느낌qualia
의식이란 무엇인가?
자유의지는 존재하는가?
마음이란 무엇인가?
-인공지능AI
지능의 배반
육체 없는 영혼
인공지능의 영혼
인공지능이 동의할까?
인공지능의 갑질
인공지능의 쓰레기통
호모사피엔스 최후의 날

CHAPTER 5. 문명
-지구 문명
문명의 발달 과정
지구 문명이 극복해온 것들
지구 문명이 극복해야 할 것들
-우주 문명
왜 우주 문명인가?
생명의 우주적 진화
문명의 우주적 진화
우주 문명의 유형

CHAPTER ∞. 태종
-태초太初, 태종太終 그리고 무無
-종말
종말이 무엇인가?
과학의 종말
생명의 종말
정신의 종말
문명의 종말
종교의 종말
우주의 종말

감사의 글
참고문헌
사진출처

머리말

(…) 우주를 아는 것이 지구를 아는 것이듯이, 지구를 아는 것이 우주를 아는 것이기도 합니다. 여행을 떠나는 것이 나를 발견하는 일이듯이, 내 속을 아는 것이 나의 밖을 아는 길이기도 합니다. 지금까지 과학자들이 그렇게 간절히 우주를 뒤졌어도 문명은 고사하고 생명의 흔적조차 찾지 못했습니다. 하지만 지구의 생명과 우리의 문명을 더 잘 이해하게 되면, 어딘가에 있을 우주의 생명과 문명을 이해하는 길을 찾을 수 있을지도 모릅니다.
이 책은 우주의 시작과 끝을 논하면서 그 사이의 텅 빈 시간과 공간을 생명과 문명의 이야기로 채웠습니다. 지구의 생명과 문명의 이야기로 시작하지만, 지구의 생명과 문명에 머물지 않고 우주의 생명과 문명으로 확장했습니다. 우리 자신을 포함한 모든 존재는 저 우주와 연결되어 있습니다. 이 책에서 지구를, 지구의 생명을, 지구의 문명을 말하면서 한순간도 저 광활한 우주를 잊지 않았습니다. 우주에서 지구를 보는 시각으로 지구의 생명과 문명을 이야기했습니다.
생명과 정신 그리고 문명에 대해서 현대 과학은 알고 있는 것보다 모르고 있는 것이 더 많습니다. 그 모르는 부분은 상상의 날개를 펼칠 수밖에 없었습니다. 답은 존재하지 않을지도 모릅니다. 하지만 답 대신 놀라움이 존재합니다. 그래서 이 책은 답이 아니라 질문을 던지고 있습니다. 생명의 본질에 대해서, 정신에 대해서, 문명의 미래에 대해서 질문을 던지고 있습니다. (…)

우주가 팽창하고 있다는 사실을 받아들인다면, 이제 팽창하고 있는 우주의 시간을 거꾸로 돌려봅시다. 은하들은 팽창이 아니라 서로 점점 가까워질 것입니다. 시간을 계속 거꾸로 돌린다면 결국 모든 은하가 한 점에 모이는 순간이 오지 않을까요? 은하 자체도 수축하기 때문에 은하의 모든 별이 한 점에 모이는 순간, 별뿐만 아니라 우주의 모든 입자가 한 점에 모이는 순간, 입자도 붕괴해서 물질이 사라지는 그 순간이 오지 않을까요? 당연히 그런 시점이 올 것입니다. 이것이 바로 태초太初, 우주 탄생의 순간, 바로 빅뱅이 일어나는 순간일 것입니다.
우주의 모든 것이 한 점에 모인 순간은 매우 특이한 순간입니다. 이 점은 물질만 한 점에 모인 것이 아니라 시간과 공간도 한 점에 모인 순간입니다. 그 순간은 물질도 시간도 공간도 없이 모두 한 점이 되는 순간입니다. 다른 말로 하면 시간, 공간, 물질이 탄생하는 순간입니다. 모든 것의 탄생, 바로 태초입니다. (본문 22쪽)

과거는 지나갔으니 없고, 미래는 오지 않았으니 없고, 오직 현재만이 존재한다고도 합니다. 정말 그럴까요? 그렇다면 어디서부터 어디까지가 현재일까요? 작년은 분명 과거입니다. 어제도 과거입니다. 1시간 전은? 물론 과거입니다. 1초 전은? 그것도 과거입니다. 0.000001초 전은? 너무 짧지만 역시 과거입니다. 0.000001초 후는? 그것은 미래입니다. 그렇다면 현재는? 과거와 미래 사이에 있는 ‘현재’는 어디에 있는 걸까요? 시간으로 보면 현재의 시간 간격이란 0입니다. 없다는 말입니다.
논리적으로 보면 현재란 존재하지 않는 시간입니다. 그렇다고 과거는 존재하나요? 과거는 지나간 시간이니 사라진 것이어서 존재한다고 할 수 없습니다. 미래는 아직 생기지도 않았으니 더욱 존재한다고 할 수 없습니다. 과거나 미래는 물론 현재도 존재하지 않기는 마찬가지입니다. 얼마나 웃기는 얘기인가요? 과거, 미래, 현재가 모두 존재하지 않는다니! 우리가 보고 만지는, 이 짜릿짜릿하게 느껴지는 우주의 삼라만상이 시간과 함께 휘발되어버리는 이 황당함을 어떻게 할까요? (본문 46~47쪽)

급팽창 이론에 따르면, 우주의 급팽창은 끝없이 진행한다고 합니다. 시작도 없고, 끝도 없는 팽창이 급팽창입니다. 그렇다면 우주공간에서 우리의 빅뱅이 유일한 빅뱅일 수는 없습니다.
급팽창은 암흑 에너지라고 하는 급팽창 물질 때문입니다. 이 물질이 무엇인지는 모르지만, 그 물질도 결국은 붕괴할 것입니다. 방사능 붕괴에서 보듯이 모든 물질은 붕괴합니다. 즉 죽는다는 말입니다. 급팽창 물질이 붕괴하면 보통 물질이 생겨납니다. 빅뱅은 바로 이 급팽창 물질이 붕괴하면서 생기는 현상이라고 할 수 있습니다.
그렇다면 급팽창 물질의 붕괴는 한 번만 일어날까요? 공간이 팽창하면서 급팽창 물질은 계속 생겨나지만 붕괴도 일어날 것입니다. 다만 붕괴하는 반감기(반으로 줄어드는 시간)보다 급팽창으로 생겨나는 배증기(두 배가 되는 시간)가 더 짧아야 합니다. 이렇게 되면 급팽창은 영원히 계속될 것입니다. 그리고 그 붕괴가 일어나는 곳에서 빅뱅이 시작된다면 이 우주에는 수없이 많은 빅뱅이 있었고, 지금도 일어나고 있으며, 앞으로도 빅뱅은 계속될 것입니다.
아무리 상상력이 풍부한 공상과학 소설가가 소설을 쓴다고 해도 급팽창 우주와 같은 우주를 상상할 수 있었을까요? 현실 우주는 어떤 몽상가가 몽상하는 것보다 더 대단한 일이 벌어지는 공간입니다. 상상보다 관찰(물론 다중우주는 관찰의 결과가 아니라 계산의 결과이기는 하지만)의 결과가 더 신기한 것입니다. 이 우주는 우리가 상상할 수 있는 것을 넘어서는 세상입니다. (본문 154~156쪽)

창조론은 어떤가요? 창조론은 진화론과는 달리 틀릴 수가 없습니다. 틀려서는 안 되는 이론입니다. 창조론은 모든 것이 창조되었다는 것을 전제로 하고 있기 때문입니다. 창조의 과정이나 방법에 대해서는 여러 가지 견해가 있을 수 있으나 창조되었다는 사실에 대해서는 이론의 여지가 없다고 주장하는 것입니다. 그래서 창조론은 과학이 아닙니다. 과학자는 어떤 고정관념도 가지고 있어서는 안 되기 때문입니다. 창조론은 성경에 바탕을 두고 있기에 과학이 아닙니다.
어떤 현상을 설명하는 과정에서 ‘신god’을 도입하는 순간, 그것은 과학이 아닙니다. 신은 모든 불가사의한 현상에 대한 만병통치약입니다. 신이 했다고 하면 어느 누가 이의를 제기할 수 있단 말입니까? 전지전능한 존재가 신인데 신이 하지 못할 일이 어디 있을까요? 신이라는 존재를 가정하고, 그 존재가 전지전능하다고 정의하면 과학이 설 자리는 없습니다.
하지만 과학자들의 입장은 다릅니다. 신을 믿는 과학자일지라도 현상을 이성적으로 설명하려고 합니다. 자기가 도저히 설명할 수 없는 현상과 마주치더라도 그 현상을 설명할 방법이 존재할 것이라고 믿는 사람들이 과학자입니다.
과학자들은 어떻게 해서 이 지구에 현재와 같은 다양한 생명체들이 생겨났을까에 관한 의문을 가지고 여러 가지 가설을 세우고 그 가설을 검증해나가는 사람들입니다. 이런 과학자들의 작업에 진화론이라는 이름을 붙인 것입니다. 하지만 창조론자들은 창조되었다는 불변의 가설에 맞는 여러 가지 증거들을 찾고 있는 사람들입니다. 이것은 과학이 아닙니다. 그래서 창조론이 과학의 교과에 들어가 있을 방은 없는 것입니다.
말장난 같지만, 이렇게 말하고 싶습니다. “창조론은 옳을지 모르지만 과학이 아니고, 진화론은 틀릴지 모르지만 과학이다.”라고 말입니다. (본문 267~268쪽)

소행성의 위협으로부터 지구 문명이 살아남는 것도 기술 발달에 달려 있습니다. 아직 인류에게는 지구를 향해 날아오는 소행성을 폭파하거나 방향을 바꾸는 기술이 없습니다. 일부 시도하고는 있지만 초보적인 수준입니다. 미국의 항공우주국NASA은 2022년 9월 29일 1100만 킬로미터 떨어져 있는 소행성 디디모스의 위성인 디모르포스에 우주선을 충돌하는 실험에 성공했습니다. 하지만 아직 지구로 오는 소행성을 효과적으로 막을 수 있는 기술은 확보하고 있지 못합니다. 대형 소행성이 지구를 강타할 그날이 오기 전에 우리가 이런 기술을 개발한다면 인류는 좀 더 오래 버틸 수 있을 것입니다. 하지만 ‘그날’이 언제인지 아무도 모른다는 점이 문제입니다.
우주로부터 오는 위협이 소행성만 있는 것은 아닙니다. 우리가 구체적으로 알고 있는 우주 공간은 고작 태양계, 태양계 내에서도 지구 근처의 공간뿐입니다. 태양계를 벗어난 공간에 대해서는 우리가 아는 것이 많지 않습니다. 태양에서 얼마나 가까운 별이 언제 폭발할지 알지 못합니다. 별이 폭발할 경우, 그 근처의 우주 공간은 엄청난 충격을 받을 것입니다. 지구 정도는 녹아버릴지도 모를 일입니다. 그렇지는 않다고 해도 초신성 폭발로 날아오는 감마선 폭풍이라도 맞는 날에는 지구라는 행성에 또 다른 대멸종이 일어날 것입니다. 하지만 알고 있는 위협에 대처하는 것도 버거운 일인데 이런 모르는 위협까지 신경을 쓰려면 끝이 없습니다. 이것이야말로 중국의 기杞나라 사람이 걱정했다는 바로 그 ‘기우’일지도 모릅니다. 하지만 기나라 사람의 그 걱정이 막연한 걱정이었다면 우리가 하는 이 걱정은 과학적인 근거가 있는 합리적인 걱정이라는 것이 문제입니다. (본문 380~381쪽)

이 우주가 팽창을 계속할지, 가속 팽창을 할지, 팽창하다가 멈출지, 멈춘 후에 다시 수축하게 될지 모릅니다. 우주의 운명은 물질, 암흑 물질, 암흑 에너지의 밀도가 어떻게 달라지느냐에 달려 있다고 합니다. 하지만 아직 이들 밀도의 미래에 대해서는 지금의 물리학이 확실한 답을 제시하지 못하고 있습니다. 과학이 발달하면 좀 더 잘 알 수 있겠지요.
열역학 법칙에 따르면 별을 만들 수 있는 물질이 소진되면 별들도 차츰 붕괴하고 결국 블랙홀만 남게 되겠지만 이 블랙홀도 결국 증발해버릴 것이고, 우주는 소위 열 죽음heat death에 도달하리라고 생각하고 있습니다.
몇천, 몇만 년 뒤의 이야기가 아닙니다. 수백억, 수천억 년 뒤의 이야기입니다. 이 우주도 결국 죽음을 면하지는 못할 것입니다. 하지만 우리 우주가 사라져도 다중우주가 있습니다. 그 다중우주도 결국에는 사라지겠지요. 하지만 급팽창 이론에 따르면 다중우주는 사라지기만 하는 것이 아니라 계속 생겨난다고 합니다. 그렇다면 우주가 사라지는 날이 오게 될까요?
별까지는 고사하고 지구를 벗어나지도 못하는 존재, 100년도 살지 못하는 존재가 무한한 우주와 영원한 시간을 생각합니다. 위대하다고 해야 할까요? 아니면 애처롭다고 해야 할까요? (본문177~178쪽)