우주를 지배하는 ‘대칭’의 모든 것!

137억 년 전, 태초의 우주에는 물질과 반물질이 같은 양만큼 존재했다고 한다. 하지만 대칭성 깨짐이라는 현상에 의해 물질의 양이 반물질의 양을 근소하게 웃돌게 되어, 현재의 우주에는 반물질과 짝을 이뤄 소멸하지 못한 물질만이 남게 되었다. 이처럼 ‘자발적 대칭성 깨짐’은 우주와 물질의 궁극을 밝히는 현대 물리학에서 매우 본질적인 역할을 하고 있음에도 불구하고 많은 사람에게 그리 친숙한 개념이 아니다. 하지만 이 자발적 대칭성 깨짐은 일상생활 속에서도 쉽게 접할 수 있는 현상 중 하나이다.

태초의 우주 역시 여러 번의 진공 상전이를 거치면서 온도가 저하되어 대칭성을 잃었고, 137억 년이 지난 오늘날의 우주는 매우 차가운 상태가 되었다. 이처럼 자연의 기본적인 구조는 대칭을 기초로 성립하며, 현실 세계에서 대칭은 대부분은 깨져 있다. 즉, 대칭성 깨짐은 자연계의 다양성을 만들어내는 원인인 것이다. 총 8개의 장으로 구성된 『우주의 탄생과 대칭』은 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있는 대칭을 비롯하여 분자나 원자와 같은 미시세계를 거쳐, 소립자의 세계를 이해하는 데 매우 중요한 표준이론까지 소개한다. 또한 여러 차례의 상전이를 거쳐 오늘날과 같은 모습이 되기까지의 우주의 여정도 함께 확인할 수 있다.