갈릴레이부터 뉴턴, 아인슈타인에 이르기까지
현대 물리학 역사를 관통한 학자들과의 만남

시공간의 상식을 뒤흔든 현대 물리학의 역사를 쌓아 간 인물들은 누가 있을까? 흔히 생각하는 뉴턴과 아인슈타인을 넘어, 처음 상대성 원리를 제시한 갈릴레이로부터 시작하는 이 책의 여행은 현대 물리학의 역사를 쌓은 과학자들의 발자취를 따라가며 이들이 제시한 개념들을 알기 쉽게 설명한다. 보는 관점에 따라 시간과 거리가 달라지는 아인슈타인의 상대성 이론, 최초로 중력을 제시한 뉴턴의 물리 법칙 등 누구나 그 이름을 알고 있지만 막상 이야기하려면 제대로 설명하기 어려운 물리학의 개념들이 순서대로 소개되며 시공간에 대한 기초 지식을 차례로 쌓게 한다. 영의 이중 슬릿, 마이컬슨과 몰리의 간섭계 실험, 슈뢰딩거 고양이, 랑주뱅의 쌍둥이 역설 등 현대 물리학을 이해하기 위해 알아야 할 다양한 실험의 내용들이 간단명료하게 제시되어 누구든 그 핵심을 이해할 수 있으며, 어려운 물리 방정식 등이 최대한 배제되어 물리학의 어려움에 대한 거부감을 가진 독자들도 손쉽게 접근할 수 있다. 현대 물리학의 역사적 흐름을 따라가며 시공간 개념을 이해해 가는 동안 독자는 천천히 물리학의 기본 지식을 쌓아 간다. 언뜻 듣기에는 말도 안 되는 소리처럼 들리는 “시공간은 구부러져 있다”는 이야기도, 이 책을 따라 시공간 여행을 하다 보면 자신도 모르게 고개를 끄덕이게 된다.

‘물리학이 이렇게 재미있었나?’라는 생각과 함께 페이지를 넘기다 보면 어느새 우리가 살고 있는 지구를 넘어 우주 공간에 도착하게 된다. 가장 매력적인 물리학 개념인 ‘블랙홀’과 함께 우주의 탄생과 그 끝을 예측해 보며 무한한 상상을 펼치는, 현대 물리학의 정점과 만나는 순간이다.

블랙홀, 웜홀, 타임머신과 우주의 종말까지
무한한 상상에 사로잡히는 시공간의 신비

‘블랙홀’과‘빅뱅 이론’만큼 대중에게 잘 알려진 물리학 개념이 있을까? 우주의 최초 순간과 모든 것을 집어삼키는 불가사의한 공간으로서 대중에게 소비되는 두 개념에 대해 이 책은 그 내용을 친절히 설명하며 우주의 역사와 그 끝을 다루는 다른 이론들도 함께 소개한다. 최초의 순간으로 거슬러 올라가는 여행을 통해 우리 우주가 그동안 어떤 순간들을 거쳐 왔는지, 그리고 앞으로 어떤 순간들을 거칠 것인지 예측하며 우주의 거대함과 다양성, 예측 불가능성을 동시에 이야기한다.

영화 같기도 하고 철학적이기까지 한 이 여행에서는 그동안 미디어에서 다뤄졌던 상상 속 이야기에 대한 과학적 검증까지 더하며 우리의 시야를 넓혀 준다. 〈인터스텔라〉의 시간 여행은 과연 가능할까? 〈스타 워즈〉 시리즈에 등장하는 가공할 무기를 현실에 구현할 수 있을까? 영화나 드라마를 보며 한번쯤 품었던 의문들을 막간 이야기를 통해 해소해 가면서 독자는 우주의 시작과 끝을 주행하는 짜릿한 여행에 동행한다.

블랙홀에 가까이 다가가면 일어나는 일들, 그 유명한 ‘사건 지평선’이란 무엇이며 그곳에서는 구체적으로 어떠한 일이 일어나는지 등을 알아 가다 보면 물리학이 현재 어디까지 다다라 있는지, 오늘날의 쟁점은 무엇이며 우주의 신비에 보다 가깝게 다가가기 위해 어떠한 프로젝트가 진행되고 있는지에 대한 이야기에 도달한다. 갈릴레이로부터 시작한 여행이 오늘날에 도달하면서 이 책의 이야기는 멈추지만, 독자의 여행은 결코 멈추지 않는다. 이 책을 덮는 순간 주변을 돌아보며, 하늘을 올려다보며 무한한 시공간을 향한 자신만의 여행이 시작되기 때문이다. 아직도 갈 길이 멀고 신비로움이 가득한 무한한 세계로의 여행, 그 시작을 《처음 떠나는 시공간 여행》과 함께 해 보는 것은 어떨까.

여행에 앞서

첫 번째 여행: 시공간의 혁명
1. 고전물리학
예언적 선구자, 갈릴레이
뉴턴의 세계
빛의 모호한 성질
에테르라는 신기루

2. 특수 상대성 이론
재조정된 시간과 공간
절대성의 끝
랑주뱅의 역설
E\u003dmc² 파헤치기

두 번째 여행: 새로운 중력
3. 만유인력
뉴턴의 사과
해왕성 발견
수성의 타원 궤도

4. 일반 상대성 이론
행복한 생각
유연한 시공간
용기에서 내용물로
우주의 렌즈

세 번째 여행: 살아 있는 우주
5. 팽창하는 우주
우주에 역사가 있을까?
탈출하는 은하
우주 팽창의 가속화
우주론은 암흑 마술인가?

6. 간략한 우주의 역사
기원을 찾아서
최초의 원자
우주 복사
항성에서 블랙홀까지
영원의 끝

네 번째 여행: 시공간의 신비
7. 블랙홀
블랙홀의 탄생
블랙홀을 보다
블랙홀의 중심으로
불가사의한 블랙홀
작고 더 작은 구멍들

8. 중력파
거대한 충돌
초대형 간섭계
다중 신호 천문학

여행을 마치며
참고문헌
찾아보기