이제 우주는 텅 비고 까맣고 막연하며 두렵기만 한 우리와는 동떨어진 대상이 아니라 탐구하고 개척하고 언젠가는 우리가 이주해야 할 보다 친근한 ‘이웃’이 되었다. 비록 아직은 겨우 걸음마를 뗀 단계이지만 각국이 우주 개발 경쟁을 벌이고 투자를 늘리면서 이런 경향은 더욱 가속화할 것이다. ‘우주론은 현대 과학의 총합’이라고 할 수 있다. 특히 현대 물리학의 거의 모든 분야가 우주론에 관여한다. 이 책 <우주, 시공간과 물질>은 바로 그런 관점에서 출발하고 있다.
1장 하늘의 이해
1. 땅은 평평할까 | 2. 너무나 먼 하늘 | 3. 천체는 움직인다: 행성의 운동 | 4. 하늘이 도는가, 땅이 도는가 | 5. 코페르니쿠스의 혁명 | 6. 티코의 관측 | 7. 케플러의 행성 운동 법칙 | 8. 갈릴레이, 망원경으로 하늘을 들여다보다 | 9. 하늘의 법칙을 알아낸 뉴턴의 운동 법칙과 중력 법칙 | 10. 하늘의 법칙이 땅의 법칙이 되다
2장 우주의 크기
1. 각과 거리 | 2. 지구의 크기 | 3. 태양계의 크기 | 4. 별의 거리 | 5. 세페이드 변광성 | 6. 우리 은하의 크기와 모습 | 7. 외부 은하와 팽창하는 우주 | 8. 우주의 모습
3장 시공간과 상대성
1. 물체의 운동과 관성계 | 2. 갈릴레이 상대성 | 3. 빛과 상대성 | 4. 마이켈슨?몰리 실험 | 5. 특수 상대성, 시간 팽창과 길이 수축 | 6. 로렌츠 변환과 민코프스키 공간 | 7. E＝mc2 | 8. 뉴턴 중력과 특수 상대성 | 9. 등가 원리와 일반 상대성 | 10. 시공간의 기하학으로서의 중력 | 11. 리만 기하학 | 12. 아인슈타인 방정식
4장 원자와 양자 역학
1. 원자의 발견 | 2. 전자의 발견 | 3. 빛은 파동인가 입자인가 | 4. 뜨거운 물체가 내는 빛 | 5. 빛과 전자의 만남: 빛, 파동에서 입자가 되다 | 6. 전자는 입자인가 파동인가 | 7. 파동?입자 이중성과 확률 해석 | 8. 슈뢰딩거 방정식 | 9. 원자의 구조와 안정성 | 10. 원자가 내는 빛 | 11. 각운동량과 스핀 | 12. 보손과 페르미온 | 13. 원자와 물질
5장 소립자와 표준 모형
1. 대칭성, 군과 표현 | 2. 특수 상대성과 양자 역학 | 3. 양자장론 | 4. 게이지 대칭성 | 5. 원자핵 | 6. 소립자의 세계 | 7. 입자물리 표준 모형 | 8. 더 작은 세계
6장 팽창하는 우주
1. 우주론 | 2. 우주의 모습 | 3. 팽창하는 우주 | 4. 우주는 영원한가, 무한한가? | 5. 우주의 물질 | 6. 팽창과 우주의 온도 | 7. 우주의 열 역사 | 8. 바리온 비대칭성과 바리온 창조 | 9. 약한 상호 작용과 중성미자 분리 | 10. 빅뱅 핵합성 | 11. 우주 배경 복사 | 12. 구조 형성과 우주 배경 복사 비등방성 | 13. 우주론, 정밀 과학이 되다
7장 우주의 시작과 끝
1. 빅뱅 우주의 시작 | 2. 빅뱅 우주의 문제점 | 3. 암흑 물질 | 4. 암흑 에너지 | 5. 급팽창 | 6. 우주의 시작과 끝 | 7. 우주를 이해한다는 것
