호킹의 블랙홀

우주의 심연을 들여다보다

정창훈 저자(글) · 백원흠 그림/만화

작은길 · 2016년 12월 09일

책 소개

수상내역/미디어추천

• 초/중/고 추천도서 > 청소년 권장도서 > 2017년 2월 선정

우주는 정말 빅뱅에서 시작했을까, 빅뱅은 무엇인가, 빅뱅의 찰나 그리고 그후 137억 년 우주의 역사 동안 무슨 일들이 벌어졌나, 우주는 나이를 먹고 있는가, 그렇다면 우주는 어떻게 끝날 것인가. 우주의 9할 이상은 여전히 신비의 장막에 가려 있지만, 장막이 걷힌 1할이 채 되지 않는 우주 안에도 경이로움은 넘쳐난다. 『호킹의 블랙홀』은 그 경이로운 세계로 들어갈 안내자로 호킹을 선택했다.

호킹은 우주의 탄생(빅뱅) 이전을 말하지 못하는 팽창우주론의 한계에 도전하면서 형이상학적 논리(이를테면 종교)가 필요 없는 우주를 향해 나아갔다. 현대 우주론은 인간이 우주의 먼지에 지나지 않는다는 것을 알려주었다. 나아가 호킹은 그런 보잘것없는 인간이 궁극에 의탁해야만 할 것 같은 안식처(초월자)까지 부정한다. 우발적 조건들의 무수한 중첩의 결과로 그저 존재할 뿐인 것들로 가득한 우주. 우리 각자가 그 앞에서 어떤 표정을 지을지 자못 궁금해진다.

☞ 선정내역
- 2016년 한국출판문화산업진흥원 우수출판콘텐츠 제작지원사업 선정

작가정보

저자(글) 정창훈

저자 정창훈은 서울대학교에서 천문학을 공부했다. 『월간 사이언스』 『월간 뉴턴』 『월간 과학소년』 『월간 별과 우주』에서 20년이 넘도록 과학기자로, 과학책 저술가로 일해 왔다. 『속담 속에 숨은 과학』 『해리포터 사이언스』(공저) 『과학 오디세이』 『생명의 별 태양』 『태양계 여행 안내서』 『로켓을 타고 우주로』 외에도 많은 책을 썼다.

그림/만화 백원흠

그린이 백원흠은 충남 광천에서 태어났다. 1985년 만화계에 입문한 후 출판만화, 웹툰, 일러스트레이션 등 다양한 그림 작업을 하고 있는 만화가이다. ‘서울대 선정 문학고전’, ‘HOW 세상을 바꾸는 실험관찰 만화’, ‘메이플스토리’ 같은 기획만화 시리즈에 참여하여 만화를 그렸다.

목차

• * 추천사
  * 머리말
  
  1장 별난 가족 별난 아이, 갈릴레이의 뒤를 잇다
  2장 옥스퍼드의 천재, 우주론을 전공하다
  3장 시아머 교수와 제인을 만나다
  4장 특이점에서 시작한 우주
  5장 특이점, 블랙홀, 빅뱅의 속살을 들여다보다
  6장 폭발하는 블랙홀, 열역학과의 만남
  * 메타-인포(META-INFO) 과학 이론이 보여주는 우주는 실제라고 믿을 수 있을까?
  7장 시작도 없고 끝도 없는 우주, 허수 시간과 무경계 가설
  * 메타-인포(META-INFO) 충돌하는 두 개의 블랙홀과 중력파 발견
  8장 시공간의 여행자
  * 메타-인포(META-INFO) 호킹과 제인의 블랙홀 같은 사랑
  
  <부록>
  * 함께 읽으면 좋은 책
  * 스티븐 호킹 연보
  * 찾아보기

출판사 서평

◈ 2016년 한국출판문화산업진흥원 우수출판콘텐츠 제작지원사업 선정작 ◈

아주 오래전부터 사람들은 길을 잃지 않기 위해 ‘천문’을 기록해 왔다. 천문의 원칙에 일대 변화를 일으킨 사건이 천동설로부터 지동설로의 이동이었다. 지동설이 정착한 이후 관측기구가 발달함에 따라 많은 사실들이 축적되었다. 그리고 인간이 생각하는 천상세계는 태양계를 넘어 우리은하, 외계 은하, 다중우주로까지 확장되었다. 한번쯤은 광막한 우주의 이미지를 공상하면서 그 끝은 어디일까 생각하다가 거대한 심연에 갇히는 경험을 해보았을지 모르겠다. 인식의 지평이 확장되었음에도 우리 앞에 놓인 우주는 더욱 불가해한 이면을 드러내는 듯도 하다. 우주는 정말 빅뱅에서 시작했을까, 빅뱅은 무엇인가, 빅뱅의 찰나 그리고 그후 137억 년 우주의 역사 동안 무슨 일들이 벌어졌나, 우주는 나이를 먹고 있는가, 그렇다면 우주는 어떻게 끝날 것인가. 우주의 9할 이상은 여전히 신비의 장막에 가려 있지만, 장막이 걷힌 1할이 채 되지 않는 우주 안에도 경이로움은 넘쳐난다. 이 책은 그 경이로운 세계로 들어갈 안내자로 호킹을 선택했다. 반세기 이상 우주론 연구에 이바지한 그만큼 우주와 우리 인간에 대해 다채로운 이야기를 들려줄 사람이 있을까. 시리즈의 기간도서들과 마찬가지로 과학자의 일생을 한 편의 이야기로 풀어가는 가운데 주인공의 학문적 성장 과정과 업적을 녹여낸다. 체계적이고 종합적인 이해를 돕기 위해 당대에 주류를 형성했던 이론과 더 이전의 역사적 사실들을 소개하고, 앞서 언급한 기초적인 궁금증에 답하는 배경지식도 꼼꼼하게 담았다.

갈릴레이, 뉴턴, 아인슈타인, 호킹
스티븐 호킹은 우주론(cosmology)을 연구하는 과학자다. 1942년생, 20세에 ALS(근위축성측삭경화증) 진단, 2~3년 시한부 판정을 받았지만, 2016년 현재 생존하는 최고의 우주론 학자이다. 우주론은 우주의 기원과 구조, 진화와 그 끝을 연구하는 이론물리학의 한 분야다. 현대 우주론은 아인슈타인의 일반상대성이론으로부터 시작한다. 뉴턴의 만유인력법칙도 중력을 다루지만 우주 공간과 천제에는 적용할 수 없기 때문이다. 호킹이 옥스퍼드대학 졸업을 앞두고 대학원 전공을 고민하던 무렵, 우주론은 일반상대성이론을 다루는 최신 연구분야였다. 호킹의 타고난 자질과 적성도 실험이나 관측보다는 이론에 적합했다. 거기다 갈릴레이 사후 꼭 300년이 되던 날 태어났다는 사실은 그에게 모종의 길을 계시하는 것 같았다.

별의 죽음에서 빅뱅을 보다
3장과 4장에서는 이론학자로서 호킹의 출발에 소중한 인연이 된 인물과 일화를 다룬다. 대학원 지도교수 데니스 시아머와 반려자가 되는 제인 와일드, 버크벡 칼리지의 로저 펜로즈가 그런 인연이었다. 시아머 교수는 정상우주론의 기수인 프레드 호일과 같은 학문적 입장에 있었지만, 호전적이고 배타적인 호일에 비해 열려 있었다. 또한, 케임브리지대학은 견해차가 있을지라도 연구자들이 언제든 자유롭게 모여 ‘잡담’을 나누거나 토론을 할 수 있는 건물 구조와 학풍을 갖추고 있었다. 호킹이 로저 펜로즈를 만나게 된 것은 이러한 여건의 뒷받침 덕분이었다. 펜로즈는 당시 특이점 연구를 주도하던 이론학자였다. 특이점(singularity)은 아인슈타인의 중력장 방정식을 풀 때 부피가 0, 밀도는 무한대가 되는, 말 그대로 특이한 점이다. 중력이 아주 큰 별은 자체 질량을 모두 소진하고 급격히 수축하다가 붕괴하여 ‘블랙홀’이 되기도 한다. 별의 죽음, 즉 블랙홀 특이점은 호킹에게 ‘빅뱅 특이점’이라는 놀라운 아이디어를 제공한다.

우주물리학과 입자물리학은 통합될 수 있을까
빅뱅 특이점에서 시작한 호킹이 빅뱅과 블랙홀의 대가로 인정받는 데는 오랜 시간이 걸리지 않았다. 빅뱅을 연구하기 위해서는 일반상대성이론과 양자역학의 통합이 반드시 필요하다. 우주는 빅뱅 이후 매우 짧은 시간 동안 기본입자를 모두 생성했다. 입자와 힘만이 존재하던 그때를 다루자면 양자역학을 적용해야 하는 것이다. 양자역학이 현재도 이론적으로 미완성이듯, 우주론이 지향하는 양자중력이론 혹은 모든 것의 이론(Theory of Everything, TOE)은 여전히 현재진행형이다. 아주 작은 크기의 입자를 다루는 물리학과 대단히 큰 천체를 다루는 물리학 양 진영의 공통 숙제인 셈이다. 호킹을 비롯한 이론물리학자들은 바로 그 “최종이론의 꿈”을 포기하지 않았다. 거기에 도달하기 전까지 호킹의 우주론이 제시하는 우주의 이미지에 관해서는 주요 개념을 중심으로 5장부터 7장에서 다룬다.

호킹의 우주, 기원 없는 기원을 이야기하다

중력에 짓눌려 손가락 하나 꼼짝 못하고 살면서도
누구보다 중력을 잘 이해하는 사람, 호킹!
그는 어째서 불편한 몸을 이끌고 지구를 벗어나려 했던 것일까?

휠체어가 없으면 한 걸음도 걷지 못하면서
머릿속에서는 광활한 우주를 넘나드는 사람.
그가 알아낸 우주의 시작과 끝은 어떤 것일까? (본문 15쪽에서)

책의 서두를 여는 저자의 질문은 우리의 질문이기도 하다. 그것은 책의 후반부에 이르러 우리들 중 한 사람이었던 폴 고갱의 그림과 마주한다. <우리는 어디에서 왔으며, 무엇이고, 어디로 가는가>. 호킹은 우주의 탄생(빅뱅) 이전을 말하지 못하는 팽창우주론의 한계에 도전하면서 형이상학적 논리(이를테면 종교)가 필요 없는 우주를 향해 나아갔다. 현대 우주론은 인간이 우주의 먼지에 지나지 않는다는 것을 알려주었다. 나아가 호킹은 그런 보잘것없는 인간이 궁극에 의탁해야만 할 것 같은 안식처(초월자)까지 부정한다. 우발적 조건들의 무수한 중첩의 결과로 그저 존재할 뿐인 것들로 가득한 우주. 우리 각자가 그 앞에서 어떤 표정을 지을지 자못 궁금해진다.

책은 별도 지면을 할애하여 2016년 2월 전 세계에 타전되었던 중력파 검출 소식도 전한다.(198~199쪽) 왜냐하면 중력파는 아인슈타인의 일반상대성이론이 예측한 현상이지만, 특히 이번에 검출된 중력파는 두 개의 블랙홀이 충돌하면서 발생한 것이어서 블랙홀의 대가인 호킹도 기쁜 소회를 밝혔기 때문이다. 중력파 검출은 우주론에도 새로운 빛을 던져준 것이다. 3년 시한부 선고를 받았던 호킹의 인생과 연구는 인간 승리이자 기적 그 자체다. 그럼에도 호킹을 읽게 된 독자라면 그를 대신해 이렇게 기원하고 싶어질지도 모른다. 그에게 이론을 더욱 발전시킬 건강과 시간이 허락되고, 그의 이론이 관측으로도 입증되어 생전에 그에게 노벨물리학상이 주어지기를.

기본정보

ISBN	9788998066185
발행(출시)일자	2016년 12월 09일
쪽수	236쪽
크기	175 * 241 * 17 mm / 549 g
총권수	1권
시리즈명	작은길교양만화 메콤새콤

Klover 리뷰 (2)

[so******]

도서 <호킹의 블랙홀>은 스티븐 호킹이라는 이론물리학, 천체물리학에 있어 큰 족적을 남긴 위대한 과학자이면서 동시에 자신의 신체적 결함과 장애를 딛고 불굴의 투지로 자신이 목표를 향해 꾸준히 정진한 위대한 인물에 대해 그려내고 있다. 스티븐 호킹은 독자들도 알다시피, 루게릭 병이라는 불치의 병으로 힘겨운 나날을 보내고 있다. 치유할 수 없는 병, 유전적인 성질로 인해 더욱 좌절하기 쉬운 병마에도 불구하고, 자신이 가슴 속 깊이 품고 있었던 과학에 대한 뜨거운 열정을 가감없이 펼쳐내는 그의 태도에서 많이 숙연해졌다. 루게릭 병은 몸의 근육이 위축되어 제대로 몸을 가눌수 없는 지경에 도달하며, 오로지 머리만 그 영향을 받지 않는다고 한다. 루이스 게릭이라는 뉴욕 양치즈 선수가 이 병으로 숨졌다고 하여 지어진 병이라 한다. 폐에도 영향을 주어 숨쉬기도 어렵고, 의사소통도 어렵고 결국 사망으로 이르게하는 치명적 희귀병이다. 이런 극도로 제한된 신체적 환경에서도 엄청난 정신력하나로 모든 과학적 이론과 수학적 명제를 모두 명쾌하게 해결하는 그에 대한 이야기이다. 
이 책은 많은 삽화로 아이들의 관심을 끌며, 가급적 과학이라는 난도가 높은 학문에 있어 특히 초학자의 부담을 덜 수 있도록 많은 배려를 한 책으로 보여진다. 스티븐 호킹 박사의 업적은 블랙홀의 탄생 기원과 호킹 복사라는 블랙홀의 소멸과정도 이론물리학으로 답을 제시한다. 이 모든 것이 그의 머리에서 나왔는데, 이러한 여러 과학적 이론 설명에 있어 일반인들도 많은 어려움을 느끼지 못할 정도로 쉽게 설명을 하였다. 읽는 내내 블랙홀의 탄생 기원에 대해 흥미진지하게 읽어본 적은 없던 것으로 생각된다.
이 책에서 호킹 박사는 광활한 우주를 대상으로 한, 특히 블랙홀이라는 미지의 대상에 대해 수많은 업적으로 쌓았다. 블랙홀을 잠시 소개하면, 일단 펜로즈의 특이점을 알아야 한다. 특이점이란 어떤 별의 자체 중력이 자체 압력을 이겨낼 정도로 클 경우, 압력과 중력이 평형을 이룰때까지 끊임없이 수축하여 작은 점, 특이점으로 수렴된다는 것이다. 이 특이점은 밀도와 중력이 무한대이다. 그렇기에 어떠한 물체나 빛도 탈출할 수가 없다. 그 특이점이 바로 블랙홀이며, 우주의 탄생은 바로 블랙홀을 특이점으로 간주한, 빅뱅이론으로 결국 설명되어진다. 나 같은 과학 초학자도 이렇듯 얻어지는 것이 있다는 점에서 이 도서는 충분히 추천할 만 하다고 생각된다. 특히 초등학교 아이들에게 과학은 어렵다는 편견에서 벗어나도록 도와줄 뿐 아니라, 과학이론의 다양한 소개로 과학에서의 자신감을 충분히 쌓도록 도와줄 것으로 생각된다. 

[da******]

별의 죽음, 블랙홀에서 우주의 탄생을 보다

초등학교 4학년인 아들녀석은 호기심이 많다. 도서관에 가서 우연히 발견한 두껍고 커다란 우주관련 책들을 보며 눈을 반짝이는 그런 녀석이다. 최근들어 그런 아들녀석의 질문의 수위가 높아지기 시작했다. 한마디로 설명할 수 없는 것들을 묻기 시작하는 아들녀석 덕분에 난 때아닌 배경지식 습득이 필요했다. 하지만 읽으며 자연스럽게 습득되는 지식들과 달리 과학, 우주 와 관련된 내용들은 그저 내 머리를 아프게 만들기만 했다. 내가 아들녀석의 질문에 대답을 해줄 수 없을때 가장 좋은 방법은 그와 관련된 책을 선물해 주는거라 굳게믿는 나이기에 「호킹의 블랙홀」 이 책을 선택했고, 만화임에도 불구하고 한참이나 버벅이며 책을 읽어야 했다.

스티븐 호킹 박사는 물리학 박사이다. 우리가 그를 쉽게 기억할 수 있는 이유는 그의 평범하지 않은 모습 때문이기도 한다. 불치병을 앓고 있으며, 점점 자신의 의지대로 할 수 있는 것들이 줄어들어 지금은 휠체어와 컴퓨터에 의존해 삶을 살아가고 있다. 목소리 조차도 자신의 목소리가 아닌 기계음을 통해 자신의 생각들을 전하고 있어 한번보면 잊을 수 없다. 내가 그를 알지 못하던 시절 난 그저 선천적인 병에 의한 거라 생각했다. 평범한 삶을 살아보았더라면 자신의 현재 모습을 인정하고 그렇게 밝을 표정을 지을 수 없다고 생각했기 때문이다. 하지만 이 책을 통해 그의 일생중 우리와 같은 모습의 호킹박사의 모습을 볼 수 있었고 존경스러웠다.

학창시절 학업에 열중하기 보다는 엉뚱했지만 주변 사람들은 그의 천재성을 이미 알고 있었다. 남들보다 이른 나이에 대학에 갔고 적응하는게 쉽지 않았지만 조정경기라는 운동을 통해 점차 밝아졌다. 하지만 1962년 마지막 학기 어느날 부자연스러운 손가락과 다리가 마비된듯한 느낌을 받기 시작한다. 빛날것만 같았던 그의 앞날에 먹구름이 끼기 시작한 것이다.

존경하던 호일 교수님이 아닌 데니스 시아머 교수님의 지도를 받게된 호킹박사는 자유로운 교수님의 지도 방식에 따라 자신만의 이론들을 정리해가기 시작했고 그러던 중 제인을 만나게 된다. 병이 진행되고 있는걸 알았지만 서로에게 끌리기 시작한 둘은 결혼을 했고 두아이를 낳게 되었다.

점점더 진행되는 근위축성측삭경화증으로 인해 지팡이를 짚고 다녀야 했지만 그는 절대 기죽지 않았으며, 자신의 병을 이겨내며 더 많은 이론들을 정리하기 시작하며 두각을 나타낸다. 자신의 분야에 두각을 나타내며 승승장구 하게 되는 듯 하지만 그런 상황에서도 그의 병은 계속 진행된다. 이후 폐렴으로 인해 기관지를 제거하는 수술을 받게되면서 그는 휠체어 위에 앉아 컴퓨터의 도움을 받아 자신의 생각들을 주변사람들에게 전하기 시작한다.

그가 말하고 있는 이론들이 뭔지, 빅뱅, 블랙홀, 양자성이론, 양자중력이론, 일반상대성 이 뭔지 도저히 이해할 수 없는 영역이긴 했지만 그로인해 우주론과 관련된 제대로 된 이론들이 정리되었고 많은 사람들이 그를 존경하게 되었다는 것 정도는 이해할 수 있었다. 갈릴레오 갈릴레이 사후 300년이 되는 날 태어난 스티븐 윌리엄 호킹은 누구도 이겨낼 수 없을 것 같은 삶을 살면서도 끊임없이 노력하며 많은 사람들에게 존경을 받을 수 있었고, 그의 영역의 최고의 인물이 되었다.

 《서평은 출판사에서 제공된 책을 읽고 작성하였습니다》