우주나 지구, 생명, 인류의 기원에 관한 이야기를 읽고 듣는다는 것은 언제나 가슴을 설레게 만든다. 내가 알지 못하는 사실을 알아간다는 호기심의 충족과 함께, 내가 지금 이 자리에 있기까지의 머나먼 과거로의 여행을 읽어가다 보면 경외감마저 든다. 이 책 [제네시스]는 이탈리아의 물리학자 귀도 토넬리가 최근까지 발견된 물리학적 사실들을 바탕으로 우주 탄생의 순간을 성경의 창세기에 비유하여 7일간의 여정으로 나누어 이야기하고 있다. 그는 우주 탄생을 이야기하기 위해서는 모든 것이 질서정연하고 규칙적이라는 우리가 가지고 있는 질서에 대한 편견을 버려야 한다고 말한다. 미시적 수준에서 물질은 우연과 불확실성의 원리가 지배하는 양자역학의 법칙에 따라 끊임없이 변화하는 다양한 상태와 가능성으로 부글거리지만, 이러한 입자들도 대규모로 관찰하고 구조가 거시적이 되면 그 역학을 지배하는 메커니즘은 마술처럼 규칙성과 지속성, 질서와 평형을 얻게 된다. 즉 엄청난 수의 무작위적인 미시적 현상들이 중첩되어 질서 있고 지속적인 거시적 상태가 생성된다고 한다. 저자는 유럽입자물리연구소(CERN)의 대형강입자충돌기(LHC) 실험을 통해 발견한 입자들로부터 우주의 기원을 찾는 시간여행을 시작한다.

빅뱅이전에 무엇이 있었을까? 우리가 기원에 관한 이야기를 들을 때마다 항상 드는 의문이다. 그러나 저자는 이런 질문이 잘못되었다고 말한다. 시공간은 질량-에너지와 함께 세상에 들어왔기 때문에 ‘이전’이란 존재하지 않는다는 것이다. 이런 논리적 난점을 무시한다면 우주전체가 진공에서 비롯되었다는 것이 지금까지 수집된 무수한 관찰결과와 가장 일치하는 가설이라고 한다. 그는 진공의 작은 요동으로부터 시작된 빅뱅의 순간, 급팽창단계의 우주, 양성자와 같은 하전 입자 그리고 원자의 출현, 별과 은하의 탄생, 은하내부에서 형성된 행성계에 대한 이야기를 7일에 걸쳐 소개한다. 138억년전 빅뱅으로부터 45억년전 우리가 속해 있는 태양계의 형성에 이르기까지 대략 90억년의 시간이다. 기원을 찾는 과학자들의 발견과 관측 그리고 실험결과를 읽어가다 내가 미처 알지 못했던 것들도 새롭게 알아간다. 암흑물질과 암흑에너지의 존재를 확인시켜준 우주배경복사는 우주가 평평하다는 증거이기도 하다고 한다. 마치 옛날 지구가 평평했다고 생각했던 것처럼 직관에는 반하지만 흥미롭기만 하다. 또한 거의 모든 거대은하의 중심에는 초질량 블랙홀이 있다고 하니 우리가 알고 있는 것과 알지 못하는 것 사이의 괴리가 크기만 하다. 아직도 우리는 우주에서 중요한 일이 일어났다는 것을 알고는 있지만, 어떤 일이 왜 일어났는지는 설명할 수 없는 부분이 많다고 한다. 그래서 많은 가설들이 생기고 그 가설을 확인하기 위한 관측과 실험에 힘을 쏟고 있을 게다. 알면 알수록 점점 미궁속으로 빠져드는 느낌이 들기도 한다.

저자는 이처럼 우주의 기원을 설명하면서 현대물리학의 이론과 그와 관련된 물리학자들을 소개하고, 그리스/로마 신화는 물론 예술가들의 예술작품을 통해 우리의 이해를 돕고 있다. 마치 인문학 책을 읽는 듯한 느낌이 들었다면 나만의 생각일까? 물리학 이론을 다루고 있지만 한편의 이야기책을 읽는 것 같다. 다만 물리학에 문외한이라면 조금은 어렵고 이해하기 힘든 내용들도 있지만 전체 내용을 알아가는데 큰 문제는 되지 않는다. 저자가 프롤로그에서 이야기했듯이 편견을 버리고 책을 읽는다면 우리는 풍부한 상상력과 강력한 사실들을 통해 우리의 기원을 알아갈 수 있다. 오랜만에 정말 좋은 책 한 권을 읽었다.