우주론 2: 우주의 진화(현대의 천문학 시리즈 3)

《현대의 천문학 시리즈》는....



관측 기술이 발달하여 인류가 볼 수 있는 우주가 크게 넓어짐에 따라 천문학은 놀라운 추세로 발전하고 있으며, 천문학에 대한 사람들의 관심 또한 급격히 높아지고 있다. 우주의 끝으로 나아가려는 인류의 끝없는 노력은 인류의 시선을 현재 129억 광년 너머의 은하에까지 다다르게 했다. 이러한 시기에 천문학 연구의 최전선에 있는 연구자들이 천문학이나 우주에 관심이 있는 고등학생 정도의 수준이라면 누구나 이해할 수 있을 정도로 천문학의 기초를 설명하고 자신들의 최신 연구 성과를 보여 주는 17권에 달하는 ≪현대의 천문학 시리즈≫가 번역 출간되었다. 비록 일본에서 출간된 책을 번역하는 것이기는 하지만 그동안 다소 미흡했던 천문학 분야에서 한?일간 학술 교류의 장을 마련하고 더불어 일본의 연구를 타산지석으로 삼아 우리나라 천문학 연구의 미래를 가늠해 보는 기회가 되었으면 하는 마음에 방대한 ≪현대의 천문학 시리즈≫의 번역 출간을 결정하였으며, 이번에 그 세 번째 성과물을 출간하게 되었다. 21세기 우주시대를 살아갈 청소년은 물론 천체와 우주에 관심을 갖고 있는 모든 사람들에게 빠르게 발전해 가는 천문학의 기초와 현재 그리고 미래를 알게 함으로써 천문학에 대한 이해를 바탕으로 앞으로 점점 더 치열해질 우주 연구에 있어서 경쟁력을 높일 수 있는 토대가 되었으면 하는 바람을 담아서 말이다. 다소 전문적인 내용을 독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 정확하고 충실한 번역을 하기 위해서 각 권별로 전문전공자 가운데 실무와 교육에 두루 경험이 풍부한 덕망 있는 분들께 번역을 의뢰하였다. 우리는 이 책들이 천문학의 생생한 현재를 접하는 기회를 제공함은 물론 우주를 향한 꿈을 키워 나가는 이들에게 작은 밑거름이 되었으면 한다.

현대의 천문학을 견인하는

관측적 우주론의 도달점을 스마트하게 정리했다!!



《현대의 천문학 시리즈》 세 번째 책인 『우주론 Ⅱ _우주의 진화』는 우주를 관측하여 얻은 사실을 바탕으로 우주의 진화와 구조를 이론적으로 고찰해 보고, 그 예측을 관측 사실과 대조하거나 재현하는 방식으로 우주의 진화를 설명하는 관측적 우주론을 이야기하고 있다. 1970년대 이후 로켓, 인공위성, 대형망원경 등이 잇따라 개발되어 관측영역이 전 파장역으로 확대되면서 우주를 관측할 수 있는 범위 또한 인류가 상상도 하지 못했던 먼 우주까지 확대되자 관측적 우주론에 관심이 쏠리면서 그에 대한 본격적인 연구가 시작되었다. 연구 초기부터 이 분야 연구에 매진해 온 저자들이 자신들의 30여 년 동안의 연구를 의욕적으로 정리해 냈다.

저자들은 길지 않은 연구기간 동안 관측적 우주론은 크게 발전한 측면과 본질적으로 변함이 없는 측면이 있었다고 소개한다. 변한 것은 말할 것도 없이 대형은하 서베이나 8∼10m급 대형망원경의 사용으로 보다 멀리, 보다 상세하게, 보다 선명한 데이터를 얻게 됨으로써 관측 양이 막대하게 늘어난 것이다. 이러한 자료들을 바탕으로 실증적 연구가 가능해짐으로써 우주의 재(再)가열 시기나 초기 은하 생성 시기를 확정짓는 것은 이제 시간문제일 것이라고 말한다. 이는 은하우주의 실상을 밝히는 일인 동시에 관측적 우주론이 천문학을 견인하는 시대가 되었음을 뜻한다고 저자들은 주장한다. 반면에 본질적으로 변하지 않는 측면은 일반상대론에 기초한 이론형식이다. 물론 해석방법이 좀 더 훌륭하게 개량되고, 새로운 시각의 해석법은 개척되었지만 그 본질에는 큰 변화가 없었다고 보는 것이다. 그럼에도 이론가는 물론 관측가도 그 이론을 자유자재로 활용하지 못하면 연구를 원활하게 수행하기가 어렵다. 더구나 우주론은 소립자부터 은하집단까지 모든 물질구조를 연구 대상으로 삼고 있어서 기초물리학의 전 분야에 대한 이해가 뒷받침되지 않으면 안 된다는 것 역시 변함없는 현실이다. 오히려 실증과학이 되려면 더욱 더 엄밀하게 다루어져야 한다는 요청이 당연한 것이라 할 수 있다.

이 책은 이 두 가지 측면을 균형 있게 기술하는 데 중점을 두었다. 방대하게 축적된 관측 양을 요령껏 정리해서 제시함은 물론, 그 이론적 해석방법을 가능한 한 쉽게 그러나 제대로 해설하려 애썼다. 따라서 이론과 관측을 불문하고 우주론에 대한 전문지식이 있든 없든 가리지 않고 우주와 우주 진화에 관심이 있는 사람이라면 꼭 한 번 읽어 볼 만하다고 자부한다. 더불어 이 책을 통해 단 한 사람이라도 더 관측적 우주론에 흥미를 갖게 되기를 희망한다.

시리즈를 발간하며

머리말



제1장 우주의 관측

1.1 빅뱅 이론을 지지하는 관측적 증거

1.2 우주의 대규모 구조

1.3 고적색편이 우주

1.4 우주마이크로파 배경복사의 온도요동

1.5 암흑물질

1.6 암흑에너지

1.7 현상의 정리와 남겨진 과제



제2장 관측적 우주론의 기초

2.1 팽창우주의 매개변수와 기본원리

2.2 거리-적색편이 관계의 응용

2.3 중력렌즈와 우주론에의 응용

2.4 기타 방법론

2.5 우주연령의 제한



제3장 구조형성론의 기초

3.1 팽창우주에서의 중력불안정성

3.2 암흑물질과 바리온 요동의 성장과 감쇠

3.3 비선형 성장과 구조형성 시뮬레이션

3.4 가우시안 밀도요동의 통계

3.5 은하분포 통계와 바이어스



제4장 우주마이크로파 배경복사의 온도요동

4.1 온도요동의 진화와 구조

4.2 편광

4.3 관측의 성과



제5장 은하형성이론

5.1 은하형성의 조건

5.2 바리온의 냉각과정

5.3 우주암흑시대와 제1세대 천체

5.4 우주 재전리와 은하간 물질의 진화

5.5 차가운 암흑물질과 은하형성이론의 제 문제



참고문헌

후타마세 토시후미