과학계 어벤져스가 들려주는 우주, 자연 그리고 핵 가장 쉽고 재미있고 친절한 온 국민 과학 교양서 지적 매력이 폭발하는 과학 이야기 《과학을 보다》의 출발점은 일반인의 평범한 호기심이다. 저건 왜 그럴까? 그게 그렇게 된다고? 도대체 그런 일은 왜 벌어질까? 그렇다면 이런 것도 가능할까? 등등. 누구나 이유가 궁금하지만 딱히 물어볼 데도 없고 살아가기 바쁘다 보니 그냥 넘겨버리고 마는 질문들이다. ● 우주로 올라간 동물들은 어떻게 됐을까? ● 스티븐 호킹이 성인잡지를 걸고 내기를 벌인 이유는? ● 공간 이동은 실제로 가능할까? ● 인류는 AI 때문에 멸망할까? ● 금을 만들 수 있을까? ● 핵폭탄이 서울 한복판에 터진다면 어떻게 될까? 풀지 못한 과학적 궁금증을 안고 사는 우리를 위해 위트 넘치는 유튜브 스타인 정프로 정영진이 사회자로 나섰다. 그는 일반인의 눈높이에서 본래 자신의 스타일을 살려 재치가 넘치면서도 날카로운 질문들을 대한민국 최고의 과학자들에게 던진다. 우리의 원초적인 호기심에 답하기 위해 친절한 물리학자이자 성균관대학교 물리학과 교수 김범준, 서울대학교 원자핵공학과 명예교수 서균렬, 연세대학교 은하진화연구센터 연구원이자 천문학자 지웅배(우주먼지) 등이 한자리에 모였다. 모두 각자의 전문 분야에서 실력을 인정받고 있을 뿐만 아니라 대중에게 과학의 즐거움을 알리기 위해 활발한 활동을 펼쳐온 과학자들이다. 가히 ‘과학계의 어벤져스’라 할 수 있다. 사회자 정영진의 재치 있는 질문은 우주에서 세상만사, 핵, 과학자의 머릿속까지 종횡무진 넘나든다. 평소 누구나 한 번쯤 물음표를 가졌을 법한 의문에 전문 지식을 바탕으로 저자들은 친절하게 답변해준다. 과학의 원리와 개념이 귀에 쏙쏙 들어오지 않을 수 없다. 과학과는 거리가 멀었던 사람들조차 과학의 세계로 입문하게 만드는 기발하고 수상한 과학책이다. 또한 세 과학자들의 캐릭터는 과학의 무공을 뽐내는 무협 고수들의 대결처럼 느껴져 책을 읽는 재미를 더한다. 대충 물어도 친절하게 알려준다 기발한 질문+과학자들의 친절한 답변+재치 있는 일러스트 자연과 우주의 진실을 함께 찾아간다. -물리학자 김범준 ‘인문핵’ 이야기가 궁금하지 않나요? -핵공학자 서균렬 과학자들은 카페에서, 술자리에서, 데이트할 때도 정말 이런 대화를 한다! -천문학자 우주먼지 작은 호기심, 그리고 커다란 깨달음… 과학으로 세상 만물을 이해한다. -방송인 정영진 이 책은 총 4장으로 구성됐다. 파트 1에서는 신비한 우주의 수수께끼를 다룬다. 우주의 크기부터 시작점과 종말, 달의 신비, 우주를 향한 인간의 도전 등 현재의 과학 기술을 통해 인류가 알고 있는 우주에 관한 과학 지식이 총망라되어 우리가 이해할 수 있는 수준에서 펼쳐진다. 특히 수많은 과학 강연을 통해 다져진 우주먼지 지웅배의 논리적인 설명은, 과거에는 들어도 무슨 말인지 도통 이해하지 못했던 내용이 ‘떠먹여주듯’ 귀에 쏙쏙 들어온다. 가늠하기조차 힘든 우주의 신비는 사소한 일에도 아등바등 다투는 우리의 삶을 돌아보게 만든다. 파트 2에서는 과학으로 보는 세상만사를 다룬다. 우주에서 지구로 내려와 우리 주변의 세상 만물에 과학이라는 돋보기를 들이댄다. 김범준 교수는 과학으로 보는 세상은 더욱 흥미진진하다고 단언한다. 80℃의 사우나에서 인간이 버틸 수 있는 이유, 왜 내기를 제안한 사람이 번번이 지는지와 같은 일상의 호기심부터 영화 《테넷》에 나오는 ‘인버전’이 실제로 가능한 기술인지, 빛은 최초 어떻게 생겨났는지, 인류는 AI와 공존할 수 있는지와 같은 전문 분야까지 흥미로운 내용을 김범준 교수가 삼촌처럼 따스하면서도 선생님처럼 친절한 목소리로 설명한다. 파트 3에서는 원자력과 핵폭탄의 비밀을 다룬다. 인류는 어떻게 금단의 사과와 같은 자연의 엄청난 힘을 발견하게 되었는지, 핵폭탄은 정말 인류를 멸망시킬 만큼의 위력을 가졌는지, 핵융합 발전의 비밀은 위기에 빠진 인류를 구원할 수 있는 능력이 있는지 등 평소 접하기 힘들었던 내용이 소개된다. 인간이 방사능에 내성을 가질 수 있는지를 설명하는 서균렬 교수의 카리스마는 우리를 사로잡는다. 세계 각국의 핵무기 개발 과정과 북한의 핵무기에 대한 이해는 우리가 세계 정세를 더 깊이 있게 이해하는 데 큰 도움을 준다. 파트 4에서는 과학자의 머릿속을 탐구한다. 현재 과학자들이 가장 관심 갖고 있는 부분은 무엇인지, 과학과 세상만사에 관한 과학자들의 생각을 읽다 보면 독자 역시 디지털 세상에서 마구 쏟아지는 온갖 뉴스를 합리적으로 분석하고 받아들이는 사고 훈련을 저절로 하게 된다. 이 책을 통해 지적 욕구의 충족은 물론 세상만사를 과학의 시선으로 바라보는 습관을 장착하게 될 것이다. 이것이 가장 큰 수확이지 않을까? 과학의 시선으로 본다는 것은 세상을 더 깊이 이해하고 문제를 해결하는 데 도움을 주니까 말이다. 과학계의 어벤져스가 들려주는 과학 이야기가 궁금하지 않은가? 과학의 세계가 이토록 재미있다는 사실을 처음으로 맛보게 될 것이다.

들어가며 과학으로 보는 신기한 세상 Part 1. 신비한 우주의 수수께끼 1. 우주는 얼마나 클까? 2. 우주가 계속 팽창해도 우리 태양계는 안전할까? 3. 우주인은 몇 명이나 될까? 4. 우주로 올라간 동물은 어떻게 됐을까? 5. 어디서부터 우주 공간이라 할 수 있을까? 6. 왜 발사 73초 만에 우주왕복선이 폭발했을까? 7. 저 멀리 별이 보내는 빛도 지구에 도착할까? 8. 우주에는 시작점이 있을까? 9. 아인슈타인은 빅뱅 이론을 인정했을까? 10. 스티븐 호킹이 성인잡지를 걸고 내기를 벌인 이유는? 11. 빅뱅은 어디서 일어난 걸까? 12. 우주를 잉태한 씨앗은 무엇일까? 13. 달나라까지 인간이 어떻게 간 걸까? 14. 달처럼 거대한 천체가 어떻게 지구에 붙잡혀 위성이 되었을까? 15. 떠오르는 달은 왜 더 커 보일까? 16. 메말라 보이는 달에도 과연 물이 있을까? 17. 멀어지는 달을 지구 가까이 당길 수 있을까? 18. 제임스 웹 우주망원경의 성능은 얼마나 뛰어날까? 19. 외계인은 정말 있을까? 20. 왜 토성만 아름다운 고리를 뽐내는 행성이 됐을까? 21. 소행성이 지구로 날아오면 어떻게 해야 할까? 22. 인류는 정말 화성으로 이주할 수 있을까? 23. 우주를 더 많이 알려면 천문학과 물리학 중 무엇이 더 필요할까? 구독자들의 이런저런 궁금증 1 Part 2. 과학으로 보는 세상만사 1. 공간 이동은 실제로 가능할까? 2. SF영화에 나오는 기술 중 실제 가능한 건 뭘까? 3. 왜 내기를 하자고 제안한 사람이 질까? 4. 80℃의 사우나에서 사람이 어떻게 버틸까? 5. 깃털과 망치가 정말 동시에 떨어질까? 6. 우리는 혹시 시뮬레이션 세상을 사는 건 아닐까? 7. 금을 만들 수 있을까? 8. 정말 나비의 날갯짓이 태풍을 불러올까? 9. 〈테넷〉의 ‘인버전’은 과학적으로 가능할까? 10. 불도 무게가 있을까? 11. 인류는 얼마나 빨라질 수 있을까? 12. 빛보다 빠른 건 정말 없을까? 13. 빛의 속도를 어떻게 측정했을까? 14. 빛은 질량이 없는데 어떻게 뜨거울까? 15. 최초에 빛은 어떻게 생겨났을까? 16. 태풍은 어떻게 생겨나는 걸까? 17. 아틀란티스 대륙은 실제로 존재했을까? 18. 지구의 기후를 인간이 바꿨을까? 19. 운석 충돌로 인류가 멸망할 수도 있을까? 20. AI는 인류의 적이 될까, 친구가 될까? 21. 무한동력은 정말 불가능할까? 22. 초전도체는 얼마나 대단한 물질일까? 구독자들의 이런저런 궁금증 2 Part 3. 그것이 알고 싶다! 원자력과 핵폭탄 1. 인류 역사상 가장 강력했던 폭탄은 무엇일까? 2. 비키니는 원래부터 수영복 이름이었을까? 3. 지구의 바다는 이미 방사능에 오염된 건 아닐까? 242 4. 오펜하이머는 정말 소련의 간첩이었을까? 5. 핵폭탄이 그토록 강력한 이유는 뭘까? 6. 핵분열과 핵융합은 뭐가 다를까? 7. 인간이 방사능에 내성을 가질 수 있을까? 8. 핵폭탄이 서울 한복판에 터진다면 어떻게 될까? 9. 정말 우주에서 핵실험을 했을까? 10. 북한은 어떻게 실질적인 핵무기 보유국이 됐을까? 11. 우리나라는 핵무기를 만들 기술이 있을까? 구독자들의 이런저런 궁금증 3 Part 4. 과학자의 머릿속이 궁금하다 1. 과학에는 왜 음모론이 많을까? 2. 지금 과학자들은 무엇이 궁금할까? 3. 과학자들은 왜 나비에-스토크스 방정식을 어려워할까? 4. 물리학자가 태양계를 걱정하는 이유는 뭘까? 5. 과학자들은 왜 아직도 얼음이 미끄러운 이유를 모를까? 6. 18세기 괴짜 과학자는 지구의 무게를 어떻게 측정했을까? 7. 다가오는 메타버스 세상, 과학자는 무엇을 걱정할까? 8. 핵 과학자는 왜 백두산을 걱정할까? 9. 물리학자가 생각하는 우주의 가장 큰 신비는 뭘까? 10. 과학자도 신기한 물질이 있을까? 11. 인류 역사상 가장 위대한 천재 과학자를 꼽으라면 누구일까? 구독자들의 이런저런 궁금증 4

현대 물리학의 두 거장이라 할 수 있는 스티븐 호킹과 킵 손Kip S. Thorne 박사가 백조자리 X-1 천체가 블랙홀Black Hole인지 아닌지를 두고 내기를 벌였죠. 블랙홀은 전체 질량이 중심에 모인 중력이 아주 강한 천체예요. 강력한 중력으로 어떤 물질이든 빨아들이죠. 심지어 빛조차도 말입니다. 사실 그때까지 블랙홀은 한 번도 발견되지 않은 상태였습니다. 그럼 도대체 어떻게 블랙홀이 있다는 것을 알고 찾아 나섰느냐 하는 의문이 생길 수 있습니다. 우리가 과학 이론의 대단함을 이 부분에서 느낄 수 있는데요. 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 우주 어딘가에 블랙홀이 있어야 했거든요. 하지만 안타깝게도 아인슈타인조차 블랙홀이 존재한다는 것을 부정했습니다. 인류 역사상 가장 뛰어난 천재였다는 아인슈타인마저도 부피는 0, 밀도는 무한대로 수렴하는 하나의 점이 우주에 존재할 수 있다는 가능성을 받아들이기 어려웠나 봅니다. 지구가 블랙홀이 되려면 부피가 우리 손톱만 한 크기로 압축 되어야 한다니, 사실 지금 저 역시도 잘 상상이 되지 않거든요. 우주의 신비는 인간의 상상력을 뛰어넘어 그 한계를 늘 시험하는 것 같습니다. --- p.57~58 사실 외계인이 침략하기에 이 광활한 우주에서 지구의 존재감은 너무 약하지 않을까요? 지구가 우주 공간 바깥으로 전파를 쏘거나 하면서 무슨 흔적이라도 남겨야 외계인들이 “저 행성 좀 탐나는걸” 하면서 쳐들어올 거 아니에요. 그런데 아무리 길게 잡아도 지구에서 전파를 우주 공간으로 날려 보낸 역사가 한 120년밖에 안 되거든요. 그러면 아무리 넓게 잡아도 반경 120광년 안쪽의 이웃 행성에서만 지구의 전파를 탐지하고 한번 가봐야겠다고 생각할 수 있을 겁니다. 그런데 우리 은하의 반지름만 따져도 5만 광년이 넘거든요. 지름 5만 광년짜리 원반 안에 있는 지름 120광년짜리 티끌을 한번 상상해보세요. 우리 지구의 흔적이 무슨 존재감이 있겠습니까? --- p94 믿기지 않겠지만, 미래로의 시간 여행은 지금도 가능합니다. 엄밀하게 따지면 비행기를 타고 먼 거리를 갔다가 오면 가만히 있는 사람보다는 젊어진 겁니다. 사람이 느끼지 못할 극미한 차이겠지만요. 실제 얼마만큼 미래로 갔는지 과학적으로 계산도 가능합니다. 이는 빛의 속도는 언제나 동일하다는 ‘광속불변의 원리’ 때문인데요. 이해하기 쉽게 말하자면, 움직이지 않는 물체와 빠른 속도로 움직이는 물체, 둘 다에서 광속이 같아지려면 움직이는 물체의 시간은 그만큼 더 늦게 흘러야 하는 거죠. 다음 그림을 한번 보세요. 움직이는 기차 안에 앉아 있는 사람인 본 빛이 한 번 위아래를 왕복하는 거리는 기차 밖에 가만히 서 있는 사람이 본 빛이 왕복하는 거리보다 짧아요. 그런데 광속은 두 사람에게 모두 똑같은 속도이고, 그리고 빛의 속도는 빛이 이동한 거리를 시간으로 나눈 것이어서, 결국 기차 밖 땅에 서 있는 사람이, 움직이는 기차 안에서 빛이 왕복하는 것을 보면 그 시간이 더 길어 보이게 됩니다. 움직이는 물체의 시간이 더 느리게 간다는 것은 이처럼 광속이 일정하다는 사실만으로도 우리가 쉽게 이해할 수 있는 명확한 사실입니다. 실제 차량 내비게이션에 정보를 보내주는 GPS 위성은 시속 1만 4,000km의 빠른 속도로 궤도를 도는데, 특수상대성 이론의 효과로 지상보다 하루에 약 7.2마이크로초가량 시간이 느려진다고 합니다. --- p.132~133 영화 〈아바타Avatar〉(2009)에서 인간들이 판도라 행성을 침략하는 이유가 바로 ‘언옵테늄Unobtanium’이라는 초전도체 물질을 구하기 위해서입니다. 언옵테늄의 영단어를 띄어놓으면 U‘n + obtain + ium’으로, 글자 그대로 ‘구할 수 없는 물질’이라는 뜻입니다. 초전도체는 행성의 주인인 나비족을 학살하는 죄를 지으면서까지 집착할 정도로 값비싼 물건인 거죠. 그렇다면 초전도체를 인간이 자유롭게 일상적인 환경에서도 사용할 수 있다면 어떤 일이 벌어질까요? 전기를 저항 없이 온전히 배달할 수 있어서 인류 전체가 사용할 수 있는 에너지가 지금보다 풍족해집니다. 그리고 발전 과정에서 화석연료의 사용도 줄일 수 있어서 기후위기 문제를 해결하는 데에도 도움이 될 겁니다. 외부의 자기장을 완벽하게 밀어내는 마이스너 효과Meissner Effect를 이용하면 바닥과의 마찰 저항 없이 공중에서 떠서 이동하는 효율적인 운송수단도 늘어나겠죠. 모든 전자기기에서 전기 저항으로 발생하는 열을 획기적으로 줄일 수도 있습니다. 초전도체를 이용하는 양자컴퓨터가 우리가 살아가는 상온 상압에서 작동하게 되어서 엄청난 파급효과를 만들어낼 수도 있습니다. 솔직히 말하자면 어떤 변화가 인류를 기다리고 있을지 그 누구도 감히 상상하기 어려울 정도입니다. --- p.221~222 신체가 방사선 공격을 받으면 우리 몸을 이루는 세포가 파괴됩니다. 생명체에 꼭 필요한 생체분자인 DNA, RNA 같은 핵산을 연결하는 약한 끈을 툭툭 끊어버리는 거죠. 염색체의 염기서열을 흩트려버립니다. 그래서 이를 ‘전리방사선電離放射線’이라고도 부르는데요. 특히 세포 회복력이 약한 노약자는 기형이나 돌연변이 세포, 즉 암세포가 굉장히 빨리 증식하면서 혈액암이나 백혈병으로 진행될 수 있습니다. 뇌종양이나 갑상샘암이 나타날 수도 있고요. 만약 수백 시버트가 넘는 대량의 방사선에 노출되면 마치 화상을 입은 듯이 즉시 피부가 타들어 갈 겁니다. 그리고 죽음에 이르겠지요. --- p.265 물론입니다. 태양계의 안정성에 관한 연구는 뉴턴의 시대부터 시작되었습니다. 고전 역학을 이용해 천체의 움직임을 계산할 수 있게 되었으니까요. 과학자들은 과거에 알지 못하던 도구를 발견하면 곧바로 주변 모든 것에 적용하고 검증해보고 싶어 하죠. 그래서 고전 역학으로 천체의 움직임을 따져봤더니 태양계의 구조가 안정적이지 않다는 계산 결과가 나왔습니다. 태양을 중심으로 행성들이 자전과 공전을 반복하며 각자의 궤도를 돌고 있는 현재의 구조가 언제든 무너질 수도 있다는 거죠. 사실 당시의 천체 관측 기술 수준과 계산 능력을 감안하면 정확한 연구 결과를 기대하기는 힘들겠지만 말이죠. 중요한 건 상당한 수준으로 발달한 현대의 과학 기술로 계산하더라도 태양계의 구조가 앞으로 안정적으로 유지될지 확인할 수 없다는 겁니다.