스페이스 크로니클

닐 디그래스 타이슨 , 에이비스 랭 (엮음) 지음 | 박병철 옮김

부키 2016년 01월 15일 출간 종이책 : 2016년 01월 15일 출간

작품소개

책소개

다큐멘터리 [코스모스]의 닐 타이슨 박사가 들려주는 우주 탐험의 거의 모든 것

“우리는 왜 우주를 동경하게 되는가? 왜 우주로 나가려 하고, 나가야 하는가?”『스페이스 크로니클』은 칼 세이건의 뒤를 잇는 천체물리학자 닐 디그래스 타이슨이 우주의 의미, 그리고 우주와 인간의 관계를 재조명한 책이다. 저자의 장기는 복잡하고 어려운 과학적, 기술적 개념을 명쾌하고 쉽게 설명한다. 이를 바탕으로 인류가 왜 우주를 동경하게 되는지, 왜 우주로 나가려 하고, 나가야 하는지 등의 근원적인 질문을 던지면서 우주 탐험의 과거와 현재, 그리고 미래를 조망하고 있다.

세계 최초의 인공위성 스푸트니크, 인간을 최초로 달에 내려놓은 아폴로 11호, 우주왕복선, 허블 우주 망원경 등 지금까지 우리가 어떤 방법과 기술을 이용하여 우주를 탐사해왔는지 살펴본다. 반물질 로켓을 이용한 먼 우주로의 여행이나 웜홀을 통과하는 공간 이동과 같은 미래 기술의 가능성 역시 전망하고 있다. 이를 통해 궁극적으로 우주의 의미를 다시 한 번 우리에게 일깨우며, 인류의 삶과 정신을 더욱 풍요롭게 만들기 위해 우주로 시선을 확장하고 나아갈 것을 촉구한다.

목차

프롤로그 _ 우주 정책

PART I 왜 가려고 하는가
1 매혹적인 우주
2 외계 행성
3 외계 생명체
4 외계인 악당
5 킬러 소행성
6 별로 향하는 길
7 왜 우주로 가려 하는가
8 경외감에 대하여
9 NASA의 생일을 축하합니다
10 우주 ? 향후 50년
11 우주 옵션
12 발견으로 가는 길

PART II 어떻게 갈 것인가
13 비행
14 탄도 비행
15 우주 레이스
16 2001년 ? 사실과 허구
17 사람과 로봇 ? 누구를 보낼 것인가?
18 아직은 잘 진행되고 있다
19 허블에게 사랑을 보내며
20 아폴로 11호의 기념일을 축하하며
21 하늘로 가는 방법
22 우주왕복선 마지막 나날
23 먼 우주로 가는 방법
24 절묘한 균형
25 [스타 트렉]의 45주년을 축하합니다!
26 외계인에게 납치되었음을 증명하는 방법
27 미래의 우주 여행

PART III 불가능은 없다
28 우주 여행의 문제점
29 별로 가는 여행
30 미국과 신흥 우주 세력
31 우주 애호가들의 오판
32 미래를 꿈꾼다는 것
33 지켜야 할 원칙
34 챌린저호에 바치는 시
35 우주선의 오작동
36 NASA와 미국의 미래

에필로그 _ 우주적 관점

책 속으로

행성 표면에 운석이 충돌하면 엄청난 에너지가 전달되면서 충돌 지점 근처의 바위들이 위로 튀어 오르는데, 그 속도가 탈출 속도보다 빠르면 행성의 중력권을 이탈하여 마치 자기도 행성인 양 태양 중심 궤도를 선회하다가 다른 천체와 부딪친다. 화성을 이탈하여 태양계를 떠돌다가 지구에 떨어진 운석 중 가장 유명한 것은 1984년에 남극 대륙의 앨런 힐스 구역에서 발견된 ALH-84001이다. 과학자들이 이 운석을 분석한 결과, 아주 희미하긴 하지만 수십억 년 전 화성에 원시 생명체가 살았던 흔적이 발견되었다.
화성에는 강바닥과 삼각주, 범람원, 침식된 분화구, 협곡 등 과거에 물이 존재했던 흔적이 다양한 형태로 남아 있다. 또한 극지방의 만년설과 곳곳에 흩어져 있는 지하빙, 그리고 고인 물에 주로 함유되어 있는 광물질(실리콘, 점토, 적철광 등)은 지금도 발견된다. 액체 상태의 물은 생명체가 살아가는 데 반드시 필요한 요소이므로, 과거 한때 화성에 생명체가 존재했다는 주장은 나름 설득력이 있다. 과학자들 중에는 “화성의 생명체가 어떤 자연 현상에 의해 표면을 탈출하여 태양계를 표류하다가 지구에 도달하여 진화를 시작했다.”고 주장하는 사람도 있다. 언뜻 듣기에는 SF 소설을 방불케 하지만, 딱히 반박할 만한 증거도 없다. 이 가설을 ‘포자 가설(panspermia)’이라고 하는데, 이것이 사실이라면 인류의 조상은 화성인인 셈이다.
_ 5장 ‘킬러 소행성’ 중에서, 84~86쪽

새로운 발견은 우주뿐만 아니라 극미세 영역에서도 꾸준히 이루어져왔다. 그런데 어떤 감지기를 들이대도 교묘하게 피해 나가는 놈이 하나 있으니, 바로 뉴트리노(neutrino, 중성미자)라는 입자이다. 중성자가 양성자와 전자로 붕괴되면 한 무리의 뉴트리노가 함께 생성된다. 지금도 태양의 중심부에서는 매초 200?×?1조?×?1조?×?1조 개의 뉴트리노가 생성되어 사방으로 방출되고 있는데, 질량이 워낙 작은 데다가 다른 물질과 상호 작용을 거의 하지 않기 때문에 감지하기가 매우 어렵다. 만일 누군가가 뉴트리노를 관측하는 망원경을 발명한다면 천문학은 커다란 도약을 이룩하게 될 것이다.
우주적 대폭발 사건을 포착하는 또 하나의 방법은 중력파(gravitational wave)를 감지하는 것이다. 중력파는 아인슈타인이 1916년에 발표한 일반 상대성 이론을 통해 그 존재가 예견되었으나, 직접 관측된 사례는 아직 한 건도 없다. 성능 좋은 중력파 망원경이 발명된다면 서로 상대방 주변을 선회하는 블랙홀 쌍이나, 두 은하가 하나로 합쳐지는 장관을 관측할 수 있다. 미래에는 천체의 충돌과 폭발, 붕괴 등 극적인 사건들이 일상적으로 관측될 것이다. 또는 여기서 한 걸음 더 나아가 마이크로파 우주 배경 복사를 꿰뚫고 빅뱅 자체를 관측하는 날이 올지도 모른다. 페르디난드 마젤란이 배를 타고 지구를 한 바퀴 돈 후 ‘동그란 지구’의 한계를 깨달았던 것처럼, 미래의 천문학자들은 첨단 장비의 도움을 받아 ‘알려진 우주’의 한계를 깨닫게 될 것이다.
_ 12장 ‘발견으로 가는 길’ 중에서, 158~159쪽

뉴턴의 탄도역학을 적용한 또 다른 사례로 ‘슬링샷 효과(slingshot effect)’라는 것이 있다. 우주 탐사선을 태양계 끝까지 보내려면 지구에서 얼마나 빠른 속도로 발사해야 할까? 모르긴 몰라도, 처음 발사할 때의 속도로는 어림도 없을 것 같다. 물론 로켓 엔진이 계속 가동되므로 지구의 중력권을 탈출하는 데 필요한 속도까지는 도달할 수 있지만, 연료가 떨어진 후에는 더 이상 우주선을 가속할 방법이 없다. 그런데도 느려터진 탐사선을 계속 발사하는 이유는 여행 도중에 속도를 얻는 비법이 있기 때문이다. NASA의 연구원들은 각 행성의 궤도와 현 위치를 주도면밀하게 분석하여, 우주선이 목성과 같은 거대 행성을 지나갈 때 중력 에너지를 우주선의 운동 에너지로 전환시킨다. 공전 궤도를 따라 움직이는 목성을 뒤에서 따라가다가 가까이 접근하면 마치 뒤로 당겼다가 발사되는 고무줄 새총처럼 우주선의 속도가 증가하게 된다. 이것이 바로 슬링샷 효과이다. 목성의 중력이 ‘당겨진 고무줄’의 역할을 하는 것이다. 위치와 타이밍이 적절하다면, 우주선은 그 후에도 토성, 천왕성, 해왕성을 만날 때마다 같은 방법으로 속도를 증가시킬 수 있다. 목성의 슬링샷 효과만 이용해도 우주선의 속도는 거의 두 배로 빨라진다.
_ 14장 ‘탄도 비행’ 중에서, 211~212쪽

출판사 서평

칼 세이건의 뒤를 잇는 천체물리학자 닐 타이슨,
우주 탐험의 의미를 묻다

지난 1980년 천체물리학자 칼 세이건이 진행한 13부작 우주 다큐멘터리 [코스모스]는 우주의 법칙과 생명의 기원을 아름다운 영상과 친근한 해설을 통해 사람들에게 알려주면서 천문학 대중화에 크게 공헌한 작품으로 이름이 높다. 세이건이 집필한 동명의 책 또한 천문학의 고전으로 자리 잡았다. 그리고 2014년, 이 기념비적인 우주 서사시는 그사이 축적된 새로운 과학적 성과를 바탕으로 전면 리부트되기에 이르렀다. 전 세계 180여 개국에서 방영된 이 다큐멘터리 속에서 칼 세이건 대신 ‘상상의 우주선’을 타고 시청자들을 우주의 광대한 시공간으로 안내한 인물은 뉴욕 헤이든 천문관의 천체물리학자 닐 디그래스 타이슨 박사였다.
‘현존하는 최고의 우주 스토리텔러’인 타이슨의 장기는 복잡하고 어려운 과학적, 기술적 개념을 명쾌하고 쉽게 설명하는 것이다. 특유의 활기찬 화법과 유머 감각으로 풍부한 과학적 사례와 대중문화를 섞어가며 물 흐르듯 이야기하는 그의 능력을 보고 어느 평론가는 “딱딱할 수밖에 없는 기술적 설명조차 마치 영화를 보는 듯하다.”고 평하기도 했다.
“내 목표는 우주를 지상으로 끌고 내려와 뭔가 새로운 것을 찾는 사람들을 좀 더 재미있게 해주는 것”이라는 타이슨은 그러나 사람들에게 흥미로운 오락거리를 제공하는 것에 만족하지 않는다. 사실 모든 과학적 활동에는 당연히 이런저런 비용이 들며, 특히 우주 개발의 경우에는 그 예산이 가히 천문학적이다. 오늘날의 민주적인 사회에서 이런 사업은 여론의 호응 없이 추진하기가 불가능하다. 타이슨 박사는 궁극적으로 우주 탐험에 대한 대중들의 폭넓은 공감을 이끌어냄으로써 더욱 많은 지원과 투자가 우주 개발에 쏟아지기를 염원하고 있다.
이런 자신의 꿈을 담아 펴낸 열 번째 저서 [스페이스 크로니클]에서 타이슨은 인류가 왜 우주를 동경하게 되는지, 왜 우주로 나가려 하고, 나가야 하는지 등의 근원적인 질문을 던지면서 우주 탐험의 과거와 현재, 그리고 미래를 조망하고 있다. 이 책은 세계 최초의 인공위성 스푸트니크, 인간을 최초로 달에 내려놓은 아폴로 11호, 우주왕복선, 허블 우주 망원경 등 지금까지 우리가 어떤 방법과 기술을 이용하여 우주를 탐사해왔는지 살펴보고, 반물질 로켓을 이용한 먼 우주로의 여행이나 웜홀을 통과하는 공간 이동과 같은 미래 기술의 가능성을 전망한다. 이를 통해 궁극적으로 우주의 의미를 다시 한 번 우리에게 일깨우며, 인류의 삶과 정신을 더욱 풍요롭게 만들기 위해 우주로 시선을 확장하고 나아갈 것을 촉구한다.

왜 우주로 나가려 하고, 나가야 하는가

타이슨은 이 책에서, 인간과 지구를 더욱 잘 알고자 한다면 우리는 역설적으로 지구 밖으로 눈을 돌려 우주를 연구해야 한다고 이야기한다. 우주에서 가장 흔한 원소 다섯 가지는 수소, 헬륨, 산소, 탄소, 질소이며, 이 중에서 다른 원소와 반응을 하지 않는 헬륨을 제외한 네 가지는 인간을 비롯한 지구 생명체를 구성하는 주된 원소이기도 하다. 이것은 결코 우연의 일치가 아니다. 바로 지구와 우리가 별의 잔해에서 태어났기 때문이다. 그러므로 인간은 우주 속에서 특별한 존재가 아니고, 우리의 몸이 지금과 같은 구성 성분으로 이루어진 것은 지극히 당연한 결과였다. 우주 탐험이야말로 생명의 탄생에 대한 궁극의 답을 제시해줄 수 있는 길인 셈이다.
20세기 초, 과학자들이 분자와 원자라는 극미세 영역을 관찰하면서 양자역학이 태동했고, 빛의 속도라는 인간이 체감하기 불가능한 속도를 연구하면서 상대성 이론이 생겨났다. 이런 발견을 통해 우리는 이 세상이 인간의 상식을 뛰어넘는 법칙에 따라 존재하고 변화한다는 사실을 깨닫게 되었다. 우리가 가늠할 수조차 없는 거대 시공간인 우주를 탐구하다 보면 세상을 지배하는 또 다른 법칙이 발견될지도 모르는 일이다. 그러면 우리의 세계관은 또 한 차례 변혁을 맞이할 것이다.
하지만 우리 바로 눈앞에 우주가 펼쳐져 있지 않기 때문일까, 우주 탐사의 가치를 체감하기는 여전히 쉽지 않다. 많은 사람들은 우주과학자들에게 이런 질문을 던진다. “지구상에서 굶주림과 질병에 시달리는 사람들을 구제할 돈도 부족한 판인데, 왜 우리 삶과 동떨어진 우주에 돈을 쏟아붓는가?” 아마도 이런 현실적 거리감이 지난 50년 가까이 지구 저궤도에 발이 묶인 채 우주 개발이 정체된 요인의 하나로 작용했을 것이다.
우리 앞에 산적한 온갖 문제를 제쳐놓고 우주로 눈을 돌리는 것이 과연 바람직한 일일까? 이 질문에 타이슨 박사는 지극히 단순하고 현실적인 답변을 하나 내놓는다. 바로 소행성이나 혜성이 언젠가 지구에 충돌할지도 모르기 때문이다. 37억 년 전 지구에 최초의 생명체가 출현한 이래, 생태계는 지금까지 다섯

작가정보

저자(글) 닐 디그래스 타이슨

저자 닐 디그래스 타이슨(Neil deGrasse Tyson)은 미국 자연사 박물관 부설 헤이든 천문관의 천체물리학자이자, 천문학을 비롯한 과학의 대중화에 앞장서고 있는 과학 커뮤니케이터.
“내 목표는 우주를 지상으로 끌고 내려와 뭔가 새로운 것을 찾는 사람들을 좀 더 재미있게 해주는 것”이라는 타이슨은 과학과 대중 사이의 장벽을 허무는 데 평생을 바쳐온 인물로, 대중을 위한 천문학 책을 여러 권 써왔다. 특유의 발랄하고 활기찬 화법과 유머 감각으로 복잡하고 어려운 개념을 명쾌하고 쉽게 전달하는 데 탁월한 재능을 발휘해온 그는 460만 트위터 팔로워를 보유하고 있으며, 뉴스거리가 될 만한 과학적 이슈가 발생할 때마다 각종 매체에서 출연 요청이 쇄도한다.

- 별을 사랑하던 소년에서 최고의 우주 스토리텔러로
1958년 뉴욕에서 태어난 타이슨은 아홉 살 때 헤이든 천문관을 방문하여 별 관찰하기의 재미를 처음으로 맛본 후 과학자의 꿈을 키우기 시작했다. 그 후 이 천문관의 여러 강습에 참여하고, 망원경을 마련하여 자기네 아파트 옥상에서 하늘을 관찰하곤 했다. 열다섯 살에는 천문학 강연을 하면서 동호인들의 주목을 조금씩 받기 시작했고, 급기야 2년 뒤 천문학자 칼 세이건 박사의 눈에 띄어 그가 재직하던 코넬 대학교가 있는 뉴욕 주 이사카로 초청을 받았다. 그곳에서 세이건과 함께 보낸 하루를 타이슨은 이렇게 회상한다. “나는 당시 내 꿈이 과학자임을 이미 알고 있었지만, 그날 오후 칼을 만나면서 장차 어떤 사람이 되어야 할지 비로소 깨닫게 되었다.”
브롱크스 과학 고등학교를 졸업한 타이슨은 하버드 대학교에서 물리학을 공부한 후 컬럼비아 대학교에서 천체물리학 박사 학위를 받았다. 그리고 1996년, 어릴 적 자신에게 꿈을 심어주었던 헤이든 천문관의 5대 소장으로 임명되었다. 그 뒤 타이슨이 내린 한 가지 결정이 커다란 논란을 불러일으켰다. 바로 천문관에 전시된 행성의 목록에서 명왕성을 제외한 것이다. 어떤 관람객들은 격렬히 항의하기도 했지만, 결국 2006년 국제 천문 연맹에서도 타이슨의 선례를 따라 명왕성을 ‘왜소 행성’으로 확정하기에 이르렀다.

- [코스모스]로 칼 세이건의 전설을 잇다
타이슨의 연구 관심사는 우주론, 별의 형성과 진화 및 폭발, 왜소 은하, 우리 은하의 구조 등 광범위한 분야에 걸쳐 있다. 수십 편의 연구 논문과 보고서 외에도, 타이슨 박사는 1995년부터 2005년까지 [내추럴 히스토리]지에 ‘우주(Universe)’라는 칼럼을 매달 연재했고, 2004년 [오리진: 140억 년의 우주 진화]를 동료 천문학자 도널드 골드스미스와 공동 저술하는 한편, 이 책과 함께 제작된 동명의 PBS-NOVA 4부작 다큐멘터리에 진행자로 출연하기도 했다. [명왕성 파일: 미국인이 가장 좋아했던 행성의 흥망](2009)에서는 명왕성을 둘러싼 논란의 중심에 서 있었던 자신의 경험을 반추했는데, 이 책 또한 다큐멘터리로 제작되어 2010년 방영되었다. 그리고 열 번째 저서 [스페이스 크로니클]에서 타이슨은 우주 탐험의 과거와 현재, 그리고 미래에 대하여 자신이 그간 품어온 모든 생각을 풀어내고 있다.
2014년에는 13부작 우주 다큐멘터리 [코스모스]의 진행자이자 내레이터로 등장하여 ‘상상의 우주선’을 타고 우주의 광대한 시공간으로 시청자들을 안내하면서 생명의 기원과 우주에 대한 이해를 넓히는 데 크게 기여했다. 이 프로그램은 칼 세이건이 1980년에 진행했던 기념비적 시리즈를 새롭게 리부트한 것으로 한국을 비롯한 180여 개국에서 45개 언어로 방영되었고, 에미상 네 개 부문, 피버디상 등 여러 방송상을 수상했다.

- [디스커버]지, ‘가장 영향력 있는 과학자 10인’에 선정
타이슨이 2009년부터 진행해오고 있는 팟캐스트 토크 쇼 [스타토크]는 매회 과학자와 연예인, 작가 등 여러 게스트와 함께 우주와 과학에 관한 충실한 정보와 재미를 동시에 선사하는 프로그램으로 호평을 받고 있다. [스타토크]는 2015년 내셔널 지오그래픽 채널의 텔레비전 심야 토크 쇼로도 제작되기 시작했는데, 여기서 타이슨은 빌 클린턴 대통령, 영화감독 크리스토퍼 놀런, 진화생물학자 리처드 도킨스 등의 게스트를 인터뷰하면서 과학과 관련된 삶의 경험을 나누고 있다.
타이슨은 19개의 명예박사 학위를 수여받았으며, 2004년 NASA 공로 훈장을 받았다. 국제 천문 연맹에서는 대중에게 우주를 알리는 일에 매진해온 타이슨의 공로를 기려 한 소행성의 이름을 ‘13123 타이슨’으로 명명했다. 2000년에는 [피플]지에서 ‘현존하는 가장 섹시한 천체물리학자’로 선정되었고, 2015년 미국 과학 학회에서는 ‘대중들이 과학의 경이로움에 빠져들도록 빼어난 활약’을 펼친 타이슨에게 ‘공익 메달’을 수여했다.

저자(글) 에이비스 랭 (엮음)

엮은이 에이비스 랭(Avis Lang)은 작가이자 프리랜서 편집자이며, 뉴욕 시립 대학교에서 영문학을 가르치고 있다. 닐 디그래스 타이슨의 조력자이기도 하며, 특히 2002년부터 2007년까지 [내추럴 히스토리]지의 편집장을 지내면서 타이슨의 연재 칼럼 ‘우주’를 편집했다. 원래 미술사를 전공한 랭은 미술 에세이를 꾸준히 써오는 한편 대규모 그룹 전시회의 큐레이터로도 몇 차례 활약했다.

번역 박병철

역자 박병철은 연세대학교와 동 대학원에서 물리학을 공부하고, 한국과학기술원(KAIST)에서 이론물리학을 전공하여 박사 학위를 받았다. 현재 대진대학교 물리학과 초빙교수이며, 과학 번역가 및 저술가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로 [타이슨이 연주하는 우주 교향곡] 1, 2, [페르마의 마지막 정리], [엘러건트 유니버스], [평행우주], [파인만의 물리학 강의] I, II, [퀀텀스토리], [백미러 속의 우주] 등 50여 권이 있으며, 저서로는 어린이 과학 동화 [라이카의 별]이 있다.