우주에서 우리가 아는 물질은 겨우 4%이다

맨눈이나 천체 망원경으로 볼 수 있는 물질을 모두 합해도 그 질량은 우주 전체의 겨우 4%밖에 되지 않는다고 한다. 그러면 나머지 96%는 무엇일까? 그것이 이 책의 주제인 ‘암흑 물질’과 ‘암흑 에너지’이다. 이 책에서는 아무리 좋은 망원경으로도 볼 수 없고, 그 정체도 밝혀지지 않은 암흑 물질과 암흑 에너지를 상세히 분석한다. 보이지는 않지만 분명히 중력을 미치는 암흑 물질이란 무엇이며, 그 존재를 어떻게 확인하게 되었는지, 그리고 암흑 물질의 후보는 무엇인지를 추적한다.

암흑 물질은 원자나 그 밖의 어떠한 물질과도 거의 충돌하지 않는 성질을 가지고 있다. 또 어떤 종류의 빛(전자기파)도 방출하지 않으며, 우주 초기에 거의 속도 0이었던 움직임이 느린 ‘차가운 입자’라고 생각된다. 그동안 암흑 물질의 정체라고 생각되었던 여러 물질은 이 조건을 충족시키지 못해 후보에서 탈락되었다. 이러한 필요조건을 갖춘 암흑 물질의 후보는 무엇이며, 그것을 확인하려는 과학자들의 최신 연구 성과를 알아본다.

그리고 우주를 가속 팽창시키는 암흑 에너지의 정체와 진공 에너지, 첨단 관측 장비를 갖춘 망원경의 개발과 그 장비의 성능에 대해 알아보고, 우주가 가속 팽창하고 있다는 사실을 발견해 노벨 물리학상을 받은 과학자들의 인터뷰를 통해, 그 발견의 경위와 경쟁적으로 연구하는 과정의 여러 가지 이야기에 대해서도 소개한다.