청소년을 위한 교양 천문학: 빅뱅 이론

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 09월 09일 출간

작품소개

책소개

우주의 기원을 탐구하는 빅뱅 이론은 20세기 과학사에서 가장 혁명적인 발견 중 하나입니다. 이 책은 중학생들이 대학 수준의 천문학 개념을 쉽게 이해할 수 있도록 구성되었습니다. 갈릴레이의 망원경 관측부터 에드윈 허블의 우주 팽창 발견까지, 인류가 우주를 바라보는 시각이 어떻게 변화해왔는지 단계적으로 설명합니다. 광년과 적색편이 같은 기본 개념부터 허블 상수와 도플러 효과까지, 복잡한 천문학 용어들을 풍선이 부풀어 오르는 모습이나 구급차 사이렌 소리 변화 같은 일상적 비유를 통해 직관적으로 이해할 수 있게 돕습니다.

빅뱅 이론을 뒷받침하는 세 가지 핵심 증거들을 자세히 다룹니다. 펜지어스와 윌슨이 우연히 발견한 우주 배경 복사는 빅뱅의 잔광으로, COBE와 플랑크 위성의 정밀 관측을 통해 그 특성이 완벽하게 확인되었습니다. 우주 초기 3분 동안 일어난 빅뱅 핵합성 과정에서 수소와 헬륨이 만들어진 비율이 현재 관측되는 원소 구성과 정확히 일치한다는 사실도 중요한 증거입니다. 허블 상수를 이용한 우주 나이 계산법과 가장 오래된 별들의 나이 측정을 통해 도출된 138억 년이라는 우주의 나이가 어떻게 확정되었는지도 구체적으로 설명합니다.

현대 천문학의 최대 수수께끼인 암흑물질과 암흑에너지의 발견 과정을 베라 루빈의 은하 회전 곡선 관측과 1998년 초신성 관측 연구를 중심으로 소개합니다. 우주 전체 에너지의 95퍼센트를 차지하면서도 그 정체를 알 수 없는 이 물질들이 우주의 구조 형성과 가속 팽창에 미치는 영향을 다룹니다. 아인슈타인이 예측한 중력파의 2015년 첫 검출 성공과 중성미자 천문학의 발전, 제임스 웹 우주망원경을 통한 초기 우주 관측 성과 등 21세기 천문학의 혁신적 발견들도 상세히 설명합니다. 인플레이션 이론과 우주 거대구조 형성 과정, 별의 진화와 원소 순환 등 우주 진화의 전체적 그림을 제시합니다.

빅뱅 이론이 제기하는 철학적 질문들과 미래 우주론 연구 전망까지 폭넓게 다룹니다. 다중우주론의 가능성과 우주의 최후 시나리오들을 과학적 근거를 바탕으로 설명하며, 양자컴퓨터와 인공지능을 활용한 차세대 연구 방법론의 발전 가능성도 소개합니다. 우주상수 문제와 양자역학과 일반상대성이론의 통합이라는 이론 물리학의 근본적 도전과제들을 다루면서, 아직 해결되지 않은 암흑물질과 암흑에너지의 정체 규명 연구 현황도 제시합니다. 마지막으로 별먼지로 이루어진 인간의 우주적 기원과 지구 환경 보호의 중요성, 미래 세대가 계승해야 할 과학적 탐구 정신의 가치를 성찰하며 독자들에게 우주 속 인류의 의미를 전달합니다.

목차

1. 우주를 보는 새로운 눈
2. 팽창하는 우주의 발견
3. 시간을 거슬러 올라가다
4. 우주의 첫 번째 빛
5. 원소들의 탄생 비밀
6. 우주의 나이를 재다
7. 급팽창하는 초기 우주
8. 암흑물질의 수수께끼
9. 우주를 가속시키는 힘
10. 우주 거대구조의 형성
11. 은하들의 진화 이야기
12. 별들의 삶과 죽음
13. 중성미자와 우주의 메신저
14. 시공간의 물결, 중력파
15. 다중우주론의 가능성
16. 우주의 최후 시나리오
17. 우주를 보는 도구들
18. 우주 탐사의 역사
19. 현대 우주론의 최신 연구
20. 남은 우주의 수수께끼
21. 빅뱅이론과 철학적 의미
22. 미래 우주론 연구 전망
23. 우주 속 우리의 자리

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.