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신기루 교수와 떠나는 ‘세상에서 가장 쉬운 우주 이야기’

과학자들은 말한다. 과학을 하는 큰 이유 중 하나는 “과학이 나 자신에 대해 또 자연에 대해 답을 주기 때문”이라고. “나는 어디에서 왔고, 앞으로 지구의 미래는 어떻게 될까”와 같은 질문에 대한 답 말이다. 한편 우리는 일상의 문제를 과학자들에게 묻곤 한다. 과학에게 묻는 이유는 “인문학이나 철학도 나 자신과 자연, 우주에 대해 답을 주지만, 과학은 관찰과 실험에 근거한 답을 주기 때문”이다. 결국 우리가 과학을 공부하는 주된 이유는 나 자신을 더 잘 알기 위함이다. 이 책은 대학생 5명이 질문을 하고, 대학교수가 대답하는 대화식 구성으로, 현장에서 물리학을 오랫동안 가르쳐온 저자의 노하우가 들어 있다.

우주를 알면 과학상식에서 인간관계까지 세상의 모든 답을 알 수 있다!

21세기를 살아가는 우리는 AI(인공지능)와 함께 살아가는 방법을 생각해본다거나, 시장에서 식재료를 살 때 GMO 식품(유전자조작식품)을 살지 화학비료를 주어서 키운 농작물을 살지 비싸더라도 유기농법으로 농사지은 식품을 살지를 선택할 때조차 과학을 접한다. 또한 지구온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 줄이기 위해 친환경에너지 위주로 에너지를 생산해야 할지 친환경에너지만으로는 지금의 생산 시설과 가정의 전기 소모를 감당할 수 없으니 원자력발전을 같이 해야 할지를 결정하는 것처럼 과학기술과 관련된 결정을 해야 할 때가 많다. 이러한 순간에 우리는 과학 지식에 기반을 둔 합리적인 결정을 해야 한다.
그러나 과학 문화는 금세 만들어지는 것이 아니다. 학교 교육 현장은 물론이고 집에서도 친구들과 같이 있는 자리에서도 과학 문화와 관련된 얘기를 나누고 토론해야 한다. 그런데 현실은 그렇지 않다. 일상에서 과학에 대한 토론은 우리 생활과 동떨어져 있지 않다.
이 책은 어느 한 대학교의 대학생들이 학생상담실장을 찾아와 함께 일상적인 관심이나 고민거리를 우주, 지구, 원자, 분자와 연관지어 의견을 나누며 해결을 찾아주고 있다. 그들의 대화를 듣다 보면 인간이 겪는 문제들 역시 자연의 법칙, 물리 법칙을 따라야 한다는 생각이 든다. 더불어 묘하게 우리에게 위로를 주고 우리 행동에 정당성을 부여한다. 또한 우주의 탄생부터 태양계 생성, 지구의 생성, 지구 생명의 시작, 인류의 등장 등을 이제까지 인류가 알아낸 과학 지식을 동원하여 설명한다. 인류의 진화가 지진으로 인해 촉발되었다는 얘기는 우리 자신을 다시 한번 돌아보게 만드는 재미있는 설명이다. 과학 지식을 학생들과의 대화 형식으로 풀어가며 이해하기 쉽게 담아냈다.
이 책에는 총 6명의 등장인물이 나온다. 주인공 신기루 교수는 학생상담실장으로서 상담실을 찾아오는 학생들을 위로한다. 그런데 그 위로 방식이 여느 상담사와는 다르다. 지금까지 발견된 과학 지식에 근거하여 고민을 해석하고 학생들에게 해결책을 안내해준다. 예를 들어, 여자친구와 싸운 학생에게 상대방을 신뢰하며 적당한 거리를 유지하는 것이 좋다는 조언을 ‘이 세상 물질을 구성하는 입자인 원자와 분자들도 적당한 거리를 유지하고 있다’는 말로 설득하고 조언한다.

-우주는 언제 생겨났을까? 인간은 별에서 태어났다?
-태양계는 어떤 행성으로 구성되었나? 왜 하늘은 파랗고 저녁노을은 붉을까?
-지진 때문에 인간이 탄생했다? 인간관계에 나타나는 양자역학의 원리는?

누구나 한번은 가져본 적 있는 의문들이다. 우주, 태양계, 자연, 인간 관련 등 흔히 궁금해하는 과학 질문 42가지를 모았다.

자연계의 수수께끼부터 연애 상담까지 모든 고민에 대답이 가능한 학생상담실장 신기루 교수님. 그래서 학업, 진로, 인간관계, 정체성 붕괴 등 다양한 고민을 가진 학생들이 상담실을 찾아온다. 최근 우주의 이야기에 흥미를 갖고 있는, 대학생으로는 조금 유치하지만 붙임성이 좋아서 미워할 수 없는 문학부 1학년 이태양 군. ‘수업은 따분하다’며 상담실에 놀러오는 자유분방한 성격의 국제학부 2학년 강산들. 자존심만큼은 강하지만 사귀는 여자친구에게 휘둘려 싸울 때마다 연애 상담을 위해 찾아오는 법학부 2학년 김우주 군. 느긋하고 낭만적인 성격으로, 상담실에서 교수가 끓여주는 홍차를 즐겨 마시는 교양학부 3학년 왕별이. 네 살짜리 딸의 질문 공세에 진땀나서 도움을 청하러 오는, 사회인 학생 소행성 씨. 이 책을 읽다보면 나와 같은 고민을 가진 사람이 분명 만날 것이다. 자 그럼, 신기루 교수님의 ‘세상에서 가장 쉬운 우주 이야기’를 들어볼까요?

전국과학교사모임
다른 과학책과 달리 빨리 책장을 넘겨가며 이 책을 읽을 것이다. 우리에게 인생, 인간, 자연, 우주의 법칙을 따르라는 신기루 교수님의 말에 귀 기울여보자. 현장에서 물리학을 오랫동안 가르쳐온 저자의 노하우가 묻어나는 설명들이다.

감수글
프롤로그

01 우주는 언제 생겨났을까? 우주의 시작
02 ‘아무것도 없다’는 어떤 상태일까? 무(無)의 세계
03 밤은 왜 어두울까? 우주는 유한하다
04 우주는 무(無)에서 생겨났다? 빅뱅 이야기
05 태양은 어떻게 생겨났을까? 빅뱅 후의 우주
06 인간은 별에서 태어났다? 별의 진화
07 태양계는 어떤 행성으로 구성되었나? 행성의 신비
08 왜 하늘은 파랗고 저녁노을은 붉을까? 빛의 파장
09 달과 지구는 형제다? 달의 기원
10 달은 계속 추락하고 있다? 인력 이야기
11 개기일식과 금환일식은 어떻게 다를까? 일식과 월식의 원리
12 지진은 왜 일어날까? 지진의 원리
13 지진 때문에 인간이 탄생했다? 지진과 인간
14 바닷물의 높이는 달의 인력의 영향이다? 밀물과 썰물
15 별똥별의 정체는? 유성과 혜성
16 우주의 중심은 어디일까? 우주의 팽창
17 인간의 모습은 누가 정했을까? 태양과 지구의 관계
18 어떻게 멀리 있는 별이 보일까? 빛의 정체
19 블랙홀은 구멍이 아니다? 블랙홀 이야기
20 낮의 별은 어디에 있을까? 보이지 않는 빛
21 우주인은 어디에 있을까? 외계생명체
22 인간은 혼자서는 살 수 없다? 인간이라는 동물
23 귀가 밝은 것은 공룡 때문이다? 청각의 발달
24 소리는 글보다 많은 것을 말한다? 말과 소리
25 오감의 세계가 전부가 아니다? 지각할 수 없는 우주
26 기분 좋은 리듬과 속도란? 소리와 리듬
27 보름달이 뜨는 날은 예민해진다? 달의 주기와 여성
28 이 세상에 제멋대로인 인간은 없다? 규칙성과 필연성
29 산타클로스는 진짜 있을까? 물리로 동화를 설명하다
30 사람 사이의 적당한 거리는? 원자와 분자
31 인류의 시작은 모두 여성이었다? 성의 목적
32 남자와 여자는 서로 이해할 수 없다? 남녀의 특성
33 남자는 왜 젊은 여성에게 끌릴까? 아름다움의 좌표
34 우주의 시간과 지구의 시간 차이는? 지금을 아는 방법
35 어른들의 시간은 왜 빨리 흐를까? 심리적 시간
36 인간관계에 나타나는 양자역학의 원리는? 양자역학
37 알면 알수록 알 수 없다? 미지의 영역
38 우주를 아는 것은 자신을 아는 것이다? 자신을 아는 기술
39 인간의 수명은 누가 정할까? 생명의 공평함
40 ‘죽고 싶다’는 말은 ‘살고 싶다’는 의미? 인간의 죽음
41 우주에 끝은 있다? 인류의 멸망
42 ‘지금부터’가 ‘지금까지’를 결정한다? 과거·현재·미래

에필로그

상담실을 찾아오는 이유나 목적이 어떻든 간에 교수는 모든 학생을 상냥하게 맞아주고, 온갖 문제를 우주의 생성, 세상의 섭리와 연결해서 알기 쉽게 설명해주기 때문에 듣다 보면 저절로 마음이 가벼워지고, 인생에 대한 고민도 풀려버린다. 그래서 학생상담실은 알 만한 사람은 다 아는 인기 명소다. 조금은 신비롭고 자상한 교수의 인품도 인기의 비밀이다.
-프롤로그에서

이 책은 학생들이 우주 연구를 생업으로 해온 필자를 찾아와 질문도 하고 고민도 상담하는데, 그것들을 우주 연구 입장에서 쉽게 풀어가는 독특한 방식이다. 내용의 원형은 두 편집자가 던진 질문의 답으로, 그 예리함에 쩔쩔맨 적도 있었다.
-에필로그에서

“초보적인 질문이지만, 파장이 뭐예요?”
“빛은 파동의 성질을 갖고 있는데, 한 파동에서 다음 파동까지의 거리를 파장이라고 해. 사람의 보폭으로 비유하면 알기 쉬울 거야. 파장이 짧은 것은 보폭이 좁은 거야. 어린아이는 어른과 달리 보폭이 좁아서 아장아장 걷기 때문에 돌멩이 같은 장애물에 발끝이 걸리기 쉽지. 보폭이 넓은 어른이 한 걸음에 어린아이보다 멀리 갈 수 있듯이 파장이 긴 빨간빛은 더 멀리 갈 수 있어. 그러나 파장이 짧은 파란빛은 여기저기에 걸려서 쉽게 멀리 갈 수 없지.”
-p.50

“밀물과 썰물의 차이요. 서해 제부도에 가족여행을 갔을 때 제부도로 향하는 길(밀물 때면 바닷물이 들어와 길이 물에 잠겨 사라지고 썰물 때는 바닷길이 나타난다)이 밀물로 사라져 버리는 것을 봤어요. 그런데 몇 시간 후 집에 돌아가려고 다시 육지 쪽으로 향했더니 사라졌던 길이 다시 나타난 거예요. 정말 놀라웠죠. 아니나 다를까, 예상대로 딸의 ‘왜?’ ‘어째서?’ 공격이 시작됐죠. ‘바닷물이 빠져서 그래’ ‘왜?’ ‘달님이 끌어당기거든’ ‘바닷물이 하늘로 날아가 버렸어?’ ‘그게 아니라, 물은 바다에 있는데……’ 하는 식으로, 제가 밀물과 썰물의 원리를 정확히 모르니까 애매한 설명이 되어버렸어요.”
- p.79-

“혜성은 불타고 있는 별이라고만 생각했어요.”
“그러니까 머리 방향에 태양이 있어서 태양풍에 녹은 가스가 옆으로 날리는 거라고 생각하면 돼. 꼬리 부분이 혜성 본체를 따라가지 않고 남겨져서 우주 공간에 떠 있는 상태가유성의 기원이야. 혜성의 조각은 혜성의 궤도 전체, 즉 혜성이 지난 길에 잔향처럼 떠 있지. 지구가 혜성의 궤도를 가로지를 때 그 조각들을 단번에 끌어당겨서 유성이 생기는 거야.”
- pp.92-93

“인류의 탄생은 불과 400만 년 전이니까 공룡에 비해 짧지. 공룡 천하였던 시대에 우리 인간, 아니 포유류의 조상은 생쥐 정도의 크기였어. 그들은 주위가 밝을 때 움직이면 커다란 공룡에게 밟히기 때문에 공룡이 잠든 밤에 활동할 수 있도록 청각을 발달시켜 생존했어. 야간에는 시각에 의존할 수 없는 만큼 청각이 매우 중요하지. 지금도 우리는 어두운 곳에 가면 저절로 귀를 기울이게 되잖아. 어둠 속에서 귀를 막으면 만족스럽게 걷는 것조차 힘들어. 청각의 발달은 뇌의 진화도 가속시켰어.”
“공룡이 그렇게 오래 지구에서 살아준 덕분에 포유류의 조상은 청력이 발달한 거군요. 확실히 포유류는 귀가 밝은 것 같아요. 개나 고양이처럼 인간보다 귀가 밝은 포유류가 얼마든지 있잖아요.”
-p.130

“물 분자는 두 개의 수소 원자 H와 하나의 산소 원자 O로 구성되어 있어. 본래 서로 반발할 텐데, 이 원자들이 손을 잡고 물이라는 분자가 될 수 있는 것은 공유결합을 하기 때문이야.”
“공유결합이요?”
“이건 서로 전자를 제공하여 만든, 전자쌍을 공유해 형성되는 화학결합이야. 이보다 가까워지면 반발하고, 멀어지면 서로의 존재를 의식하지 않지. 적당한 거리가 있기 때문에 결합해 H2O가 될 수 있는 거야. 사람 사이도 원자에서 분자가 되는 과정과 비슷해.”
-pp.163-164
“확실히 ‘지금’이란 시간은 미덥지 못하다고 할 수 있어. 가령, 태양 빛이 지구에 도달하는 데는 8분 20초 정도의 시간이 걸려. 이 말은, 수평선에 지는 해를 보고 ‘해가 진다!’고 생각했을 때 이미 태양은 그곳에 없고, 진 이후라는 거야. 즉 지금이라고 생각하고 본 광경은 8분 20초 전의 빛인 거지. 겨울 밤하늘에 한층 아름답게 빛나는 시리우스는 지구에서 9광년 떨어져 있으니까 우리가 보는 것은 9년 전의 빛이야.”
-p.182