우주의 역사와 블랙홀, 상대성 이론과 양자 역학을 이해해 나가는 신나고 짜릿한 시공간 여행
'빅뱅'과 '블랙홀'만큼 대중에게 널리 알려진 물리학 개념이 있을까? 우주의 최초 순간과 모든 것을 집어삼키는 불가사의한 공간뿐만 아니라 이 책은 우주의 끝에 관한 여러 이론들도 소개한다. 최초의 순간으로 거슬러 올라가는 여행을 통해 우주가 어떤 순간들을 지나쳐 왔는지 살펴보고, 앞으로 어떤 순간들을 거치게 될 것인지 예측하며, 우주의 다양성과 예측 불가능성을 동시에 이야기한다.
특수 상대성 이론에서 속도는 예상하는 것처럼 더해지지 않는다. 일정한 속도로 운행하는 기차에서 빛 속도의 절반에 해당하는 속도로 던진 공은 빛 속도의 80퍼센트로 이동한다.
진공에서 빛의 속도는 일정한 속도로 움직이는 모든 관찰자에게 동일하다
소립자는 전하가 반대라는 점을 제외하고 정확히 동일한 속성을 갖는 일종의 못된 쌍둥이 형제 같은 반입자를 가지고 있다. 전자는 반전자를, 양성자는 반양성자를 갖는다. 반입자들은 모아서 반원자, 반분자, 그리고 반행성까지도 만들 수 있다. 다만 문제가 있다. 입자들은 반입자와 서로 달라붙은 원자를 거의 갖고 있지 않다는 것이다. 입자와 반입자가 만나면 즉시 서로를 파괴하고 전체 질량을 에너지로 방출한다. 반물질 100킬로그램이면 프랑스 전역의 에너지 수요를 수년 동안 충족하기에 충분할 정도다! 이보다 더 이상적으로 원자력 발전소를 대체할 수 있는 대안이 있을까?
하지만 안타깝게도 반물질은 일시적인 성질 때문에 생성하기가 극도로 어렵다. 오직 입자 가속기만이 약간의 먼지 수준으로 생성할 수 있을 뿐이다. 반물질은 또한 우주론자들에게도 꼬여 버린 실 같은 존재다. 왜 여전히 우주에서 물질만 관찰될까? 예상대로 빅뱅이 반물질만큼의 물질을 생성했다면 우주 전체가 소멸되었을 텐데, 지금까지 찾지 못한 수수께끼 중 하나다.
