우리가 살아가는 우주의 궁극적 실체를 밝히려는 노력은 물리학은 물론 모든 과학 분야에서의 가장 궁극적인 목표이다.

MIT 물리학과 교수인 맥스 테그마크는 대학에서 경제학을 공부하다 우연히 리처드 파인먼의 책을 읽고 물리학이 우주를 이해하기 위한 가장 궁극적인 탐험임을 깨닫는다. 이후 25년간 우주의 궁극적인 실체를 찾고자 연구한 그는 한권의 책에 그 여정을 담았다.

저자는 우주를 ‘수학적’으로 해석할 수 있다는 궁극적 결론에 도달한다.

우리의 물질세계가 수학으로 기술될 뿐만 아니라 그 자체가 수학이며, 우리가 거대한 수학적 대상의 자각하는 일부분이라는 것이다.

이미 오래전부터 과학자들은 우주의 물리적 실체가 수학적이라는 생각을 해왔다.

천문학의 영웅인 갈릴레오 갈릴레이는 17세기에 자연이 ‘수학의 언어로 쓰인 위대한 책’이라고 언급했으며, 노벨 물리학상 수상자인 유진 위그너는 ‘이해할 수 없는 자연과학에서의 수학의 효율성’이라고 했다.

책은 궁극적 실체의 본질을 찾기 위해 은하를 넘어서는 거시세계부터 원자보다 작은 미시세계까지 탐구한다. 1장에서는 이 책의 주제어인 궁극적 ‘실체’가 무엇을 뜻하는지 과학적, 철학적, 종교적 관점에서 소개한다.

제1부(2∼6장)에서는 ‘우리 우주는 얼마나 큰가?’라는 질문의 답을 찾기 위해 거시세계로 여행을 떠나, 우리 우주의 근원과 두 종류의 평행우주를 탐험하고 공간이 어떤 의미에서는 수학적이라는 힌트를 찾아낸다.

제2부(7∼8장)에서는 ‘모든 것은 무엇으로 이루어져 있는가?’라는 질문의 답을 찾기 위해 아원자의 미시세계로 여행을 떠나, 세 번째 종류의 평행우주를 조사하고 물질의 궁극적인 구성 요소가 어떤 의미에서는 수학적이라는 힌트를 찾아낸다.

마지막으로 제3부(9∼13장)에서는 거시세계와 미시세계에서 각각 시작한 실체를 찾는 여행이 ‘수학적 구조’라는 하나의 영역에서 만나 네 번째 평행우주로 도달하는 과정을 살펴본다.

저자는 우주론이 어려울 수 있는 독자들을 위해 우주론 이해에 필요한 천문학, 양자역학, 양자 물리학, 입자 물리학, 상대론 지식부터 급팽창 이론, 평행우주 이론까지 다양한 논리를 소개하며 사진과 그림, 표를 실어 이해를 돕는다.

맥스 테그마크의 과학적 자서전과 같은 이 책을 통해 몰랐던 우주에 대한 지식을 보다 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

/민경화기자 mkh@