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은하수, 그 먼 곳으로 떠나는 여행!

천체물리학자 위베르 리브스가 보여주는 태양계 너머에서 펼쳐지는 신비로운 별들의 세계 『은하수 이야기』. 이 책은 우리 인류를 탄생시킨 우주에 대한 원자와 은하수의 이야기를 들려준다. 2003년부터 2006년까지 ‘프랑스 퀼튀르’에서 매주 방송된 저자의 칼럼을 모아 엮은 것으로 복잡하고 어려운 물리학 법칙을 쉽고 재미있게 이해시켜주고 있다.

우주 탄생의 비밀에서부터 여러 유형의 블랙홀, 광선, 태양계 밖의 행성들처럼 아직 우리에게 덜 알려진 미지의 요소들까지 살펴보며 우주의 다양한 구성요소들에 대해 설명하고 있다. 우주와 물리를 설명하는 기초적인 바탕이자 방대한 역사의 축약이며 최신 연구의 반영인 66가지의 물음을 따라가며 은사후의 일생에 대해 알아가는 시간을 가져볼 수 있다.

천체물리학자 위베르 리브스의
은하수 이야기

태양계 너머에서 펼쳐지는 신비로운 별들의 세계!

아마존 베스트셀러 『우주 이야기』를 잇는
리브스의 명쾌한 해설!

프랑스인들이 존경하고 사랑하는 천체물리학자 위베르 리브스. 대중이 가장 잘 이해할 수 있는 방법으로 우주를 설명한다고 정평이 나 있는 그가 다시 한 번 우리 곁으로 다가왔다. 쿼크와 미립자에서부터 블랙홀과 평행우주까지 종횡무진 펼쳐지는 리브스의 은하수 이야기는 독자들의 뇌를 자극할 것이다. 우주는 어떻게 탄생했는가? 우주의 미래는 어떤 모습인가? 빛의 속도를 알면 우주의 역사가 보인다? 암흑물질의 정체는? 우주에 대한 아인슈타인의 시각은? 약한 핵력과 강한 핵력이란? 리브스가 선택한 66가지의 물음은 우주와 물리를 설명하는 가장 기초적인 바탕이자 방대한 역사의 축약이며 최신 연구의 반영이다.

프랑스 사람들이 “은하수의 이야기꾼”이라 부르며 가장 사랑하는 천체 물리학자 위베르 리브스. 그 어떤 복잡한 천체물리학 개념이라도 위베르 리브스의 설명을 듣는다면 누구나 이해할 수 있다. - 렉스프레스

프랑스 석학의 빛나는 정신적 유산을 만난다

『위베르 리브스의 은하수 이야기』는 2003년부터 2006년까지 ‘프랑스 퀼튀르France Culture’에서 매주 방송된 리브스의 칼럼을 모아놓은 책이다. 프랑스의 대표적인 라디오 채널 중 하나인 프랑스 퀼튀르는 문화와 예술, 다방면의 학문을 다루는 방송으로 매년 라디오 청취율 5위 안에 들 만큼 큰 인기를 누리고 있다. 프랑스 퀼튀르는 전문적이고 학술적인 지식을 대중들이 보다 쉽게 누릴 수 있도록 다양한 토론과 대담, 낭독, 르포르타주, 방송극 등을 제공한다. 라디오 퀼튀르의 특징이 가장 잘 드러나는 편성이 바로 위베르 리브스의 칼럼이라고 할 수 있겠다. 학자이면서도 대중 물리학서적을 왕성하게 집필하며 천체물리학의 대중화에 앞장섰던 사람이 리브스이기 때문이다. 현대 천체물리학을 이끄는 석학의 강의를 식탁 위 라디오만 켜면 들을 수 있다니, 이것이야말로 노교수가 꿈꾸던 풍경이 아닐까. 길 가는 사람을 아무나 붙잡고 어떤 복잡다단하고 어려운 물리학 법칙을 설명한다 해도 단박에 이해시킬 수 있다는 위베르 리브스. 그의 명성대로 프랑스 퀼튀르의 강의 역시 인기리에 방송되며 책으로 엮이기에 이른다.

은하수의 일생에 관한 천일야화

『위베르 리브스의 은하수 이야기』는 ‘우주박물지’라 불려도 손색이 없을 만큼 우주의 다양한 구성요소에 대해 설명한다. 이 책의 첫 장이 우주 탄생의 비밀로부터 시작되는 것은 리브스가 왜 우리에게 우주 이야기를 들려주려고 하는가에 대한 상징적인 의미를 내포한다. 나의 근본, 인간의 근본을 찾고자 한다면 우주와 세계의 생성 원리에서 그 힌트를 얻을 수 있지 않을까. 그는 단순히 자연과학 연구자로서 대중의 물리학 상식과 교양을 드높이고자 하는 것이 아니다. 물리학 분야를 넘어 인문 철학적인 통섭의 사유를 품은 시대의 지식인으로서 우리의 근본, 즉 ‘인류 원리’를 찾는 실마리를 제공하고자 하는 것이다.

일상의 시간단위로 볼 때, 빛은 매우 빠른 속도로 여행합니다. 지구에서 달까지 1분에 도달하고, 지구에서 태양까지는 8분이면 되지요. 하지만 거대한 규모의 우주에 견줄 경우, 이런 속도는 무척 느리게 나타난답니다. 은하계 사이의 우주 공간에서는 빛이 거북이처럼 느리게 이동하는 것으로 느껴질 거예요.
이처럼 느리게 나타나는 속도는 천문학의 축복이라 할 수 있습니다. 그 느림 덕분에 천문학이 세계의 과거에 직접 접근할 수 있으니까요. 간단히 말하면, 우주의 먼 곳을 바라볼수록 보다 먼 과거가 보이는 겁니다. (p.28)

이 방대한 강의를 쉽게 풀어나가기 위해 리브스는 각 주제를 4개의 큰 제목으로 묶는 방식을 택했다. 이것이 얼마나 탁월한 방법인지는 마지막 장을 덮으며 느끼게 된다.
독자들은 첫 장을 통하여 우주에 대해 갖고 있던 크고 작은 오해와 비뚤어진 상식들을 바로잡고, 언젠가 배운 적이 있음에도 불구하고 기억 속에 잠시 묻혀 있던 천문학적 지식을 끄집어내 먼지를 떨어내게 될 것이다. 그리고 우주의 끝에서부터 끝까지 (시간적인 것이든 공간적인 것이든) 널리 조망하는 법, 기존의 잘못 고정된 이미지를 바꾸어 나가는 것에 조금씩 익숙해진다. 이로써 리브스의 은하수 이야기를 제대로 음미하기 위한 워밍업을 끝내는 것이다.
두 번째 장에서는 여러 가지 유형의 블랙홀, 광선들, 태양계 밖의 행성들처럼 아직 우리에게 덜 알려져 있는 미지의 요소들에 대해 탐구해본다. 이어 셋째 장에서는 천체물리학의 역사 중 흥미로운 부분들만을 추려보는 시간을 갖는다. 아인슈타인에서 폴 디락까지 물리학과 천문학에 지대한 영향을 끼친 현대의 학자와 그들의 주요 이론, 후일담이 꼬리에 꼬리를 물고 이어질 것이다.
이쯤까지 오면 이제 리브스의 독자들은 천체물리학 일반의 교양을 훌륭하게 갖추고 있다고 해도 과언이 아닐 것이다. 노학자는 이 ‘우주모범생’들을 위하여 조금 더 세밀하면서도 역시 필수적인 지식들을 선보인다. 우주를 구성하는 일반물질과 그 단계를 체계적으로 설명하고, 이 입자들 간에 작용하는 네 가지 대표적인 힘에 대해 알아본다. 중력과 전자기력, 약한 핵력과 강한 핵력이 바로 그것이다. 여기에 시간과 길이, 질량과 온도에 관한 개념을 한 번 더 짚어줌으로써 독자들의 머릿속에서 은하수에 대한 ‘거의 완벽에 가까운’ 스케치를 마무리한다.

인류 원리와 철학에 다가가는 천체물리학

허블망원경으로 유명한 천문학자 에드윈 허블의 발견으로 우리는 우주가 끊임없이 움직이고 있으며, 그럼에도 불구하고 질서정연한 모습을 유지하고 있다는 사실을 알게 되었다. 은하들은 우리가 출근하고 식사하고 잠자리에 드는 이 시각에도 서로 점점 멀어지고 있기 때문에 우주의 밀도는 나날이 희박해지고 있다. 이를 한없이 되감기 해보면 별들은 도로 점점 가까워져서 마침내 엄청난 밀도의 덩어리 한 개가 되어버리는 것이다. 학자들은 이로부터 빅뱅이라는 희대의 발견을 유추해낼 수 있었다. 변하지 않는 것은 없으며, 그러므로 시작과 끝은 언제나 존재할 수밖에 없다는 역사의 필연성이 물리계에서 역시 동일하게 나타난다는 것을 드디어 깨닫게 된 것이다. 우리가 세상 만물과 우주, 곧 자연과학을 구분지어 설명할 수 있는 가장 큰 요소는 바로 규칙성이다. 필연성을 넘어서는 우주의 규칙성을 발견함으로써 인류는 진보의 발판을 마련하였다.
그러나 수많은 학자들과 마찬가지로 리브스 역시 빅뱅 이론은 (가장 가능성이 높긴 하지만) 여전히 하나의 가설에 불과하기에 과학은 늘 신중하고 또 신중해야 한다고 말한다. 그리고 인류가 발견해낸 수많은 물리적 법칙을 가리켜 ‘가엾은 과학자들을 위해 자연의 어머니가 내려주신 넓은 아량’이라고 표현하는 겸손을 잃지 않는다. 천체물리학에 대한 열정의 깊이만큼 인생의 은하수를 관망하는 철학적 시각을 갖게 된 이 노학자의 이야기에 귀 기울여 볼 시간이다.

I. 우주
01 우주여행 │ 02 우주는 무한한가? │ 03 폐쇄공포증 환자, 광장공포증 환자?
04 시간 거슬러 올라가기 │ 05 팽창하는 우주 │ 06 빅뱅: 우주 폭발?
07 우주 수평선 │ 08 빛(우주 배경복사)의 화석: 우주 생성기의 생생한 모습 │ 09 수소의 탄생 10 은하수들의 씨앗 │ 11 태초에는 열이 있었다. 그렇다면 그 이전에는?
12 그 전에 양자 에너지가 있었다면, 그 이전에는? │ 13 우주의 곡률 │ 14 거울 우주 15 보이는 것은 우주물질 5%뿐 │ 16 암흑물질은 어떻게 발견되었을까?
17 암흑물질의 존재에 대한 비판적 시각 │ 18 암흑에너지의 발견
19 암흑에너지에 대한 비판적 시각 │ 20 암흑에너지의 성질
21 양자 에너지의 수수께끼 │ 22 우주의 최고 온도는 몇 도였을까?
23 우주의 미래: 뜨거운 우주 아니면 차가운 우주? │ 24 평행우주들? │ 25 인류 원리

II. 별과 은하
26 은하단 │ 27 블랙홀의 존재 가능성 │ 28 항성 블랙홀 │ 29 은하 블랙홀
30 우리 은하수 블랙홀은 다이어트 중 │ 31 감마선 폭발 │ 32 우주광선(Cosmic ray)
33 항성들의 진동 │ 34 죽은 항성 │ 35 펄사(맥동성) │ 36 태양계 외 행성들

III. 역사
37 아인슈타인의 해 │ 38 시간-공간 │ 39 E=mc2 │ 40 빛의 속도
41 우주에 대한 이론의 가능성 │ 42 피사의 사탑 │ 43 1919년의 일식
44 실재(현실)는 생각만큼 복잡하지도 단순하지도 않다
45 “알버트, 신에게 이래라저래라 지시하는 것을 그만두세요!” │ 46 아인슈타인과 우주론
47 디락(Dirac) 방정식 │ 48 반물질의 존재 가능성 │ 49 반물질의 발견
50 반물질은 어디로 갔나? │ 51 지식의 도구로서 반물질

IV. 원자
52 원자 │ 53 양자와 쿼크 │ 54 전자 │ 55 광자와 빛
56 중성미립자: 볼프강 파울리의 직관 │ 57 태양으로부터 날아오는 중성미립자들
58 중성미립자의 천문학 │ 59 중력 │ 60 전자기력 │ 61 강한 핵력 │ 62 약한 핵력
63 네 가지 힘의 통합 │ 64 막스 플랑크와 물리학의 단위들
65 시간, 길이, 질량, 온도의 우주적인 척도
66 플랑크의 벽: 물리학과 우주론 사이의 경계선

장기적으로 구매 가격의 상승을 억제하려면 ‘같은 장소에서’, ‘많이’, ‘안정적으로’ 구매하는 것이 최선이라고 여겨져 왔다. 그러나 일정량밖에 필요 없는 물건을 어떻게 그 이상 많이 살 수 있단 말인가?
지금까지 기업이 실시해온 방법이란 기껏해야 사내의 수요를 조사하여 한꺼번에 사는 정도였다. 그러나 최근 새로운 조류가 등장했다. 바로 ‘집중 구매(일종의 공동 구매)’라는 것이다.
‘집중’은 두 가지 의미로 나뉜다.
1. 대기업 등, 지점이나 공장이 전국으로 흩어져 있어 공통 상품을 지금까지는 각자 구매하던 것을 본사 등이 수량을 집약하여 교섭하는 것.
2. 기업 간 장벽을 초월하여 복수의 회사의 수요를 한데 모아 특정 판매처에 특화하여 교섭하는 것.
이렇게 두 가지이다.
한 개 회사 또는 한 개 지점만으로는 그다지 수량을 모을 수 없어도 그 숫자가 많아지면 엄청난 수량이 된다는, 마치 ‘콜럼버스의 달걀’과 같은 발상의 전환이었다. 2의 사례와 같이 모회사가 자회사 분의 수량까지 함께 구매하는 방법으로 저렴한 구매 가격으로 인한 효과를 그룹 기업 전체로 퍼지도록 한 사례도 있다. 파나소닉, 소니, 히타치(日立), 도시바(東芝), 미쓰비시(三菱)를 비롯한 유명 제조회사가 최근에 모두 이 기법을 활용하고 있다. 또 소매업에서는, 식품 제조회사를 비롯해 서비스업에서는 포장재와 물류비까지 꽤 많은 대상에 사용하고 있다.
1만 개로도 충분한 것을 100만 개를 사서 그 저렴한 물품을 자회사 등에 분배한다. 이것이 바로 집중 구매 방식이다. 각종 필기도구와 복사 용지 등과 같은 사무용품 또는 간접재(생산재) 등으로부터 시작된 이 집중 구매도 현재는 반도체와 전력에 이르기까지 광범위해지고 있다.
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이 시점에서 미타무라는 지극히 당연한 사실을 깨달았다. 만약 한 개에 100엔 하는 야키토리 한 개가 팔리지 않고 남았다고 가정하자. 그럼 소비자는 ‘가게 손실은 100엔.’이라고 생각할 것이 뻔하다. 하지만 그것은 잘못된 생각이다. 애초 야키토리가 팔리지 않고 재고로 남았을 때의 손실은 변동비에 속하는 금액에 지나지 않는다. 즉 20엔뿐이다. 2장에서도 몇 번에 걸쳐 설명했듯이, 고정비는 잘 팔려도 잘 팔리지 않아도 들어가는 비용이므로 실제로 손해를 보는 부분은 변동비에 속하는 금액뿐이다.
지금까지 미타무라는 손해를 보면 어쩌나, 환경친화적이 아니면 어쩌나 하는 걱정 때문에 하루에 1,000개 정도 팔릴지도 모를 야키토리를 혹여라도 재고가 생기지 않게 하려고 900개만 만들도록 했다. 물론 이 경우 야키토리 900개가 전부 다 팔릴 가능성은 상당히 높다. 아니, 가게 영업이 끝나기도 전에 야키토리가 동날 수도 있다.
그러나 여기까지 생각이 미치자, 미타무라는 ‘획득할 수 있었을 이익’을 획득하지 못했다는 사실을 깨닫게 됐다. 만약 야키토리를 900개가 아닌 1,000개를 만들었다면 아직 손님에게 판매할 수 있는 야키토리가 남아 있었다. 하지만 미타무라는 리스크를 너무 우려한 나머지 이익을 극대화할 기회를 놓쳐 버렸다.
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