시작하기 전에: 독자에게 드리는 말

하루 일을 마치고 나면 많은 사람이 잠시 바깥으로 나옵니다. 버스 정류장으로 걸어가는 길일 수도 있고, 쓰레기를 내다 버리는 중일 수도 있고, 교대 근무가 시작되기를 기다리는 중일 수도 있습니다. 그러다 가끔은 생각지도 않게 하늘을 올려다봅니다. 거기에는 달이 있거나, 밝은 별 하나가 있거나, 운이 좋은 밤에는 별이 가득한 하늘이 펼쳐져 있습니다. 그리고 가끔은 그 조용한 순간에 오래된 질문 하나가 다시 떠오릅니다. 이 모든 것은 대체 어디에서 왔을까?

이 책은 그 질문에 하룻저녁에 조금씩, 천천히 답해 보려는 책입니다. 오늘날 사람들이 이해하고 있는 범위 안에서 우주가 어떻게 시작되었는지를 이야기합니다. 우주가 한때 얼마나 뜨겁고 밀도가 높았는지, 약 138억 년 동안 어떻게 팽창하고 식어 왔는지, 최초의 원자와 최초의 별과 최초의 은하가 어떻게 생겨났는지, 그리고 훨씬 나중에 태양과 지구와 우리 몸을 이루는 원자들이 어떻게 생겨났는지를 다룹니다. 사람들이 이런 사실을 어떻게 알아냈는지도 조금 짧게 이야기합니다. 위대한 발견 가운데 상당수는 일하던 사람들이 해낸 것이었습니다. 유리판 위의 별을 재는 일로 돈을 받던 한 여성, 안테나에서 나는 잡음을 없애려던 두 엔지니어, 연필과 종이로 자기 생각을 정리하던 한 물리학 교사가 그랬습니다.

이야기는 열다섯 밤에 걸쳐 펼쳐지며, 한 장이 하룻밤입니다. 각 장은 지구 높이 떠 있는 우주 정거장에서 여섯 달을 보내는 우주 비행사 누르의 하루 일과로 시작합니다. 누르의 일은 일정표와 점검표, 자잘한 수리와 긴 근무 시간으로 가득합니다. 지상의 많은 일과 크게 다르지 않습니다. 하루를 보내는 동안 무언가가 질문 하나로 이어지고, 그 질문이 그날 밤의 이야기로 이어집니다. 잠들기 전에 누르는 남동생 사미에게 짧은 메시지를 보냅니다. 사미는 밤에 배송 트럭을 몰고, 쉬는 시간에 누나의 메시지를 읽습니다. 누르와 사미, 그리고 정거장의 승무원들은 상상 속의 인물이고 정거장도 실제로 있는 곳은 아니지만, 이들이 보내는 생활은 실제 우주 비행사들의 생활과 아주 가깝습니다.

각 장은 몇 가지 흔한 오해로 끝납니다. 많은 사람이 우주나 우주에서의 생활에 대해 믿고 있지만 사실과는 조금 다른 것들입니다. 누군가를 어리석게 느끼게 하려는 것이 아닙니다. 거의 모든 사람이 언젠가 그중 몇 가지를 믿은 적이 있으며, 사실이 밝혀지기 전에는 많은 과학자도 그랬습니다. 오해 하나를 가까이 들여다보는 것이 무엇이 정말 사실인지를 이해하는 가장 쉬운 길일 때가 많습니다.

이 밤들을 읽는 방법

이 책을 읽는 데 과학 지식은 필요하지 않습니다. 새로운 낱말은 처음 나올 때마다 설명하며, 설명에는 일상적인 것들을 씁니다. 오븐 속에서 부풀어 오르는 빵, 지나가는 사이렌 소리, 물 한 잔, 새벽에야 끝나는 긴 근무 같은 것들입니다. 어떤 부분이 어렵게 느껴지면 그냥 계속 읽어도 괜찮습니다. 다음 밤의 이야기가 그 부분을 더 분명하게 해 줄 때가 많습니다.

한 장을 읽는 데는 20분쯤 걸립니다. 각 장은 어른을 위한 잠자리 이야기처럼 하룻밤에 한 장씩, 순서대로 읽도록 쓰였습니다. 앞쪽의 밤들에서는 단서를 모으고, 뒤쪽의 밤들에서는 그 단서를 사용합니다. 하지만 서두를 필요는 없습니다. 조용한 주말에 두 장을 읽고 바쁜 한 주 동안 한 장도 읽지 못하더라도, 우주는 기다려 줄 것입니다. 우주는 이미 아주 오랫동안 기다려 왔으니까요.

이 책에 나오는 숫자는 어림한 값이며, 대부분 '약'이라는 말이 붙어 있습니다. 천문학자들은 많은 것을 매우 정밀하게 측정하지만, 밤에 듣는 이야기에서는 어림수가 머릿속에 담아 두기 쉽습니다. 아직 알려지지 않은 것이 있으면, 이 책은 그렇다고 분명하게 말합니다. 우주의 시작에 대해서는 아직 아무도 이해하지 못하는 것이 아주 많으며, 가장 흥미로운 질문 가운데 몇몇은 여전히 열려 있습니다.

마지막으로, 책을 읽는 동안 가끔 하늘을 올려다보면 즐거울지도 모릅니다. 망원경이나 어두운 산이 필요하지는 않습니다. 창문 하나, 현관 앞, 혹은 퇴근길에 잠깐 걷는 것으로 충분합니다. 그런 저녁에 보이는 빛도 이 책이 들려주는 이야기의 일부입니다.

이제 정거장에서의 첫 근무일이 거의 끝나 갑니다. 누르는 지쳐 있고, 무중량 상태에서 머리가 묘하게 느껴지며, 창밖에서는 별들이 떠오르고 있습니다. 첫날 밤을 누르와 함께 보내 봅시다.

제1장 어둠 속의 질문

1번째 밤: 침낭 속의 첫날 밤

우주 정거장에서 누르의 첫 근무일은 아주 일찍, 정거장에 도착하기 훨씬 전부터 시작되었습니다. 누르는 지상의 작은 방에서 눈을 뜨고, 조용히 아침을 먹고, 비행복을 입은 다음 동료 승무원들과 함께 높은 로켓 꼭대기의 캡슐에 올랐습니다. 엔진에 불이 붙고 몇 시간 뒤 캡슐은 정거장에 결합했고, 해치가 열리자 이미 그곳에 살고 있던 사람들이 피곤하지만 기쁜 얼굴로 새 승무원들을 맞아 주었습니다.

그날의 나머지 시간은 작고 조심스러운 일들로 가득했습니다. 누르는 비상 장비가 어디에 보관되어 있는지 익혔습니다. 발이 더 이상 바닥을 쓸 일이 없었기 때문에, 손잡이를 잡고 몸을 끌어당기며 자신의 수면 칸까지 가는 길을 연습했습니다. 옷 한 가방과 칫솔, 공책 한 권을 꺼내 하나하나 고정해 두었습니다. 공중에 그냥 놓아둔 물건은 어디론가 떠다니며 사라져 버리기 때문입니다. 저녁이 되자 무중량 상태의 첫 몇 시간에 흔히 그렇듯 머리가 꽉 차고 무겁게 느껴졌고, 손놀림도 조금 서툴렀습니다. 사령관 토마스는 그게 정상이라고 말해 주었습니다. 과학자 아데는 자기는 첫날 저녁에 10분 만에 펜을 세 자루나 잃어버렸다고 했습니다.

하루가 끝날 무렵, 누르는 큰 창이 있는 작고 둥근 방으로 갔습니다. 그 창은 두꺼운 유리 여러 장으로 되어 있고, 그 너머로 지구의 곡선이 미끄러지듯 지나가는 모습이 보였습니다. 파란 바다, 하얀 구름, 그리고 행성의 가장자리에 얇고 밝게 빛나는 대기의 선이 차례로 지나갔습니다. 바라보는 사이에 정거장은 지구의 밤 쪽으로 들어섰습니다. 땅은 어두워졌고, 그 위의 하늘은 별로 가득했습니다.

행성의 어두운 쪽에서는 쏟아진 설탕처럼 땅 위에 흩어진 마을의 불빛이 보였고, 멀리 구름 속에서는 뇌우가 하얗게 번쩍였습니다. 한 시간도 지나지 않아 지구 가장자리에 주황색과 파란색의 가는 선이 나타나더니 해가 다시 떠올랐습니다. 토마스가 누르 옆으로 떠 와서, 이제부터는 24시간마다 해돋이와 해넘이를 각각 열여섯 번쯤 보게 될 거라고 말했습니다. 정거장은 지상 팀들과 맞춘 하나의 시계를 쓴다고 그가 설명했습니다. 그래서 해가 한 시간 반마다 떠오르더라도 승무원들은 규칙적인 일정에 따라 자고, 먹고, 일할 수 있습니다.

나중에 누르는 좁은 벽장만 한 칸의 벽에 묶여 있는 침낭 속에 지퍼를 올리고 들어가, 남동생이 보낸 메시지를 읽었습니다. 사미는 밤에 배송 트럭을 몹니다. 새벽 세 시쯤 조용한 길가에 차를 세워 두고, 쉬는 시간에 메시지를 읽습니다. 사미의 메시지는 짧았습니다. "무사히 도착했다니 다행이야. 누나가 우리 중에 하늘에 제일 가까이 있으니까 질문 하나 할게. 이 모든 게 어떻게 시작된 거야? 그러니까, 전부 다. 우주 전체 말이야."

누르는 어둠 속에서 미소를 지었습니다. 아주 작은 방에 비해 너무나 큰 질문이었습니다. 하지만 누르의 머릿속에는 정거장에서 보낼 여섯 달에 걸쳐 흩어진 열다섯 밤이 있었고, 그 밤들 동안 하룻밤에 이야기 하나씩, 천천히 답해 주기로 마음먹었습니다. 이 책은 그 밤들을 따라갑니다. 원한다면 여러분도 같은 방식으로 읽을 수 있습니다. 하루 일을 마친 뒤 저녁마다 한 장씩 말입니다.

가장 오래된 질문

사미의 질문은 어쩌면 사람들이 던져 온 질문 가운데 가장 오래된 것일지도 모릅니다. 망원경이 생기기 훨씬 전에도, 글자가 생기기 훨씬 전에도, 사람들은 밤하늘을 올려다보며 저것이 어디에서 왔을까 궁금해했습니다. 우리가 알고 있는 거의 모든 문화가 세상의 시작에 관한 이야기를 전해 왔습니다. 어떤 이야기는 물에서, 어떤 이야기는 알에서, 어떤 이야기는 어둠에서, 또 어떤 이야기는 깊은 고요에서 시작했습니다. 이런 이야기는 들판과 바다에서 긴 하루 일을 마친 뒤 모닥불 곁에서, 우리만큼이나 호기심 많던 사람들이 들려주었습니다.

그런 이야기들은 중요한 역할을 많이 했습니다. 사람들에게 세상 속에서 자기가 어디에 서 있는지를 느끼게 해 주었습니다. 계절과 별을 아이도 기억할 수 있는 방식으로 설명해 주었습니다. 가치를 한 세대에서 다음 세대로 전해 주었습니다. 과학은 그런 의미를 대신하려 하지 않습니다. 과학은 더 좁은 질문을 던집니다. 우주 자체를 주의 깊게 살피고, 보이는 것을 측정하고, 우리의 생각을 거듭 확인함으로써 시작에 대해 무엇을 알아낼 수 있을까?

인류 역사의 대부분 동안 그 좁은 질문은 제대로 던질 수조차 없었습니다. 사람들은 해와 달과 행성들을 아주 주의 깊게 관찰할 수 있었고, 많은 문화가 관찰한 것을 바탕으로 훌륭한 달력을 만들었습니다. 하지만 우주 전체의 시작을 연구하려면 천문학자들에게는 약 100년 전까지는 존재하지 않던 두 가지가 필요했습니다. 아주 멀리 있는 은하를 볼 수 있을 만큼 큰 망원경, 그리고 우주 전체를 설명할 수 있을 만큼 강력한 중력 이론입니다. 그 이론, 즉 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 1915년에 나왔습니다. 큰 망원경들도 거의 같은 무렵에 등장했습니다. 그제야 비로소 오래된 질문이 과학의 질문이 될 수 있었습니다.

그 좁은 질문은 매우 강력한 것으로 드러났습니다. 지난 100년 남짓한 동안 천문학자들은 그 이전의 모든 세기를 합친 것보다 더 많은 것을 초기 우주에 대해 알아냈습니다. 그들은 끈기 있는 작업으로 천천히 그 일을 해냈습니다. 이 책에 나오는 발견 가운데 상당수는 그저 자기 일을 하던 사람들이 이룬 것입니다. 사진 건판 위의 별을 측정하고, 안테나의 잡음을 고치고, 밤늦게 숫자를 확인하던 사람들입니다. 그들의 근무일이 쌓이고 쌓여, 누구도 혼자서는 들려줄 수 없었을 이야기가 되었습니다.

이 이야기에는 빈틈도 있습니다. 어떤 부분은 아주 잘 알려져 있고 여러 가지 방법으로 검증되었습니다. 다른 부분은 아직 열려 있으며, 과학자들 사이에서 논쟁이 이어지고 있습니다. 이 열다섯 밤 동안 저는 어느 쪽이 어느 쪽인지 분명히 밝히려고 합니다. 알려진 것은 알려졌다고 말하겠습니다. 아직 알려지지 않은 것은 그렇다고도 말하겠습니다. 모른다는 것은 실패가 아닙니다. 그곳은 그저 다음 근무일이 시작되는 자리일 뿐입니다.

짧은 대답

긴 이야기에 앞서, 카드 한 장 뒷면에 들어갈 만한 짧은 대답부터 드리겠습니다. 약 138억 년 전, 우주는 극도로 뜨겁고 극도로 밀도가 높았습니다. 지금은 하늘 전체에 퍼져 있는 모든 것, 모든 별과 모든 은하가 어떤 별의 중심보다도 뜨거운 상태로 한데 빽빽이 모여 있었습니다. 그 뒤로 우주는 팽창하면서 식어 왔습니다. 식어 가면서 최초의 입자가 생겼고, 이어서 최초의 원자, 그다음에는 최초의 별과 은하가 생겼으며, 훨씬 나중에 태양과 지구와 우리가 생겨났습니다.

이것이 핵심입니다. 이 책의 나머지 부분은 모두 이 내용을 채워 나가는 것입니다. 138억 년이라는 숫자는 너무 커서 실감하기 어렵습니다. 한 가지 방법은 사람의 일생과 비교해 보는 것입니다. 여러분이 여든 살까지 산다면, 우주의 나이는 여러분의 일생을 1억 7천만 번 넘게 이어 붙인 것과 같습니다. 또 하나의 방법은 마지막 밤에 쓸 방법인데, 역사 전체를 하루의 근무 시간 안에 압축해 넣고 시간마다 무슨 일이 일어나는지 살펴보는 것입니다.

이 뜨거운 초기 상태를 빅뱅이라고 부르는 말을 자주 듣게 될 것입니다. 유명한 이름이고 이 책에서도 쓰겠지만, 그저 이름일 뿐입니다. 커다란 굉음이 있었다는 뜻도 아니고, 텅 빈 방 안에서 무언가가 폭발했다는 뜻도 아닙니다. 나중의 어느 밤에 우리는 그 이름을 붙인 사람을 만나게 될 텐데, 그 사람 자신은 그 생각을 믿지 않았다는 것도 알게 될 것입니다. 지금은 빅뱅이 뜨겁고 밀도 높은 초기 우주와 그 팽창을 뜻한다는 것만 기억해 두면 충분합니다.

팽창하는 우주는 왜 식기도 할까요? 그 답을 여러분은 이미 손으로 느껴 보았을지도 모릅니다. 스프레이 캔을 한동안 뿌리면 캔이 차가워집니다. 안에 든 기체가 빠져나가면서 퍼지기 때문입니다. 반대로 기체를 압축하면 따뜻해집니다. 자전거 펌프를 힘껏 계속 누르면 아랫부분이 따뜻해지는 것도 그 때문입니다. 우주는 엄청나게 큰 규모에서 같은 규칙을 따릅니다. 수십억 년에 걸쳐 공간이 늘어나는 동안 그 안의 모든 것이 퍼지면서 식었고, 지구의 어떤 것과도 비교할 수 없던 열기에서 오늘날 우주 공간의 깊은 추위에 이르렀습니다.

이 짧은 대답에는 빠진 중요한 것도 있습니다. 무엇이 시작을 일으켰는지, 그 전에 무언가가 있었는지는 알려 주지 않습니다. 그런 질문은 아직 열려 있는 질문에 속합니다. 초기 우주의 과학은 첫 순간 이후에 일어난 일을 설명하며, 그것을 아주 잘 설명합니다. 하지만 첫 순간 그 자체에 대해서는, 과학자들은 아직 모른다고 솔직하게 말합니다.

어떻게 알 수 있을까?

사미의 다음 질문은 이튿날 밤에 왔고, 좋은 질문이었습니다. "수십억 년 전에 무슨 일이 있었는지 어떻게 알 수 있어? 거기 있었던 사람도 없잖아." 주의 깊은 사람이라면 누구나 던져야 할 질문입니다. 우리는 시간을 거슬러 갈 수도 없고, 실험실에서 우주를 다시 돌려 볼 수도 없습니다. 그렇다면 천문학자들은 어떻게 우주의 시작에 대해 무언가를 알 수 있을까요?

답은 과거가 단서를 남겼다는 것입니다. 트럭이 정비소에 들어왔을 때 정비사가 읽어 내는 단서와 비슷합니다. 솜씨 좋은 정비사는 닳은 브레이크와 도장의 긁힌 자국, 바퀴 덮개 안쪽의 진흙을 보고, 자기가 운전석에 앉아 있지 않았는데도 그 트럭이 어디를 다녀왔는지 많은 것을 말해 줄 수 있습니다. 천문학자들도 우주를 상대로 비슷한 일을 합니다. 지금 여기에 있는 것을 보고, 어떤 역사가 이것을 만들어 냈을지를 묻습니다.

주요한 단서는 세 가지이며, 앞으로 며칠 밤에 걸쳐 하나씩 이야기하겠습니다. 첫 번째 단서는 우주를 채우고 있는 거대한 별의 가족인 은하들이 서로 멀어지고 있다는 것입니다. 지금 멀어지고 있다면, 과거에는 더 가까이 있었을 것입니다. 두 번째 단서는 하늘의 모든 방향에서 오는 희미한 빛입니다. 우주 전체가 뜨겁게 빛나던 시대에 남겨진, 존재하는 가장 오래된 빛입니다. 세 번째 단서는 가장 가벼운 종류의 원자인 수소와 헬륨의 혼합 비율입니다. 이 원자들은 뜨거운 초기 우주가 만들었을 바로 그만큼의 양으로 발견됩니다.

이 단서들 가운데 어느 하나만 놓고 보면 다른 방식으로 설명할 수 있을지도 모릅니다. 대부분의 과학자를 설득한 것은 세 단서가 모두 같은 역사를 가리킨다는 점, 그리고 점점 더 좋은 장비로 이루어진 이후의 측정들이 계속 그 역사와 맞아떨어졌다는 점이었습니다. 과학은 대개 이런 식으로 움직입니다. 극적인 증명 하나가 아니라, 서로 잘 들어맞는 수많은 끈기 있는 확인이 쌓이는 것입니다.

특히 설득력 있는 확인이 한 가지 있습니다. 어떤 생각이 아직 아무도 보지 못한 것을 예측하고, 나중에 누군가가 실제로 그것을 찾아내는 경우입니다. 정비사가 "이렇게 닳은 걸 보니 저 덮개 뒤에 볼트 하나가 헐거워져 있을 것 같네요"라고 말했는데 정말 그 볼트가 있다면, 여러분은 그 정비사를 더 믿게 됩니다. 초기 우주의 이야기에서는 이런 일이 한 번 이상 일어났습니다. 예를 들어 가장 오래된 빛은 1948년에 예측되었고 1965년에 우연히 발견되었습니다. 이 이야기는 나중의 어느 밤에 하겠습니다.

이 모든 것을 가능하게 하는 네 번째 조력자가 있는데, 바로 빛 그 자체입니다. 빛이 이동하려면 시간이 걸립니다. 아주 멀리 있는 것을 볼 때, 우리는 빛이 그곳을 떠나던 때의 모습을 보게 됩니다. 그러니 망원경은 일종의 타임머신이기도 합니다. 다만 바라볼 수만 있을 뿐, 찾아갈 수는 없습니다. 빛은 다음 밤 이야기의 주제입니다.

열다섯 밤의 책

앞으로의 여정은 이렇습니다. 다음 밤들에서 우리는 전령으로서의 빛을 따라가며, 천문학자들이 우주가 누구의 상상보다도 훨씬 크다는 것을 어떻게 알아냈는지 배울 것입니다. 은하들이 서로 멀어지고 있다는 것을 그들이 어떻게 발견했는지, 그리고 그 필름을 거꾸로 돌린다는 것이 무슨 뜻인지 살펴볼 것입니다. 가장 오래된 빛을 만나고, 가장 가벼운 원자들이 만들어진 처음 몇 분 동안 무슨 일이 있었는지, 그리고 그보다 더 이전, 원자가 하나도 없던 때에는 무슨 일이 있었는지도 배울 것입니다.

그다음에는 이야기가 다시 앞으로 나아갑니다. 긴 어둠 끝에 최초의 별들이 켜지는 모습을 지켜보고, 은하가 어떻게 자라났는지 볼 것입니다. 여러분 몸속의 원자가 별 속에서 어떻게 만들어졌는지, 태양과 지구가 어떻게 태어났는지 배울 것입니다. 그다음에는 커다란 미지의 영역으로 눈을 돌립니다. 암흑 에너지라고 불리는 이상한 밀어냄, 그리고 우리가 볼 수 있는 것의 맨 가장자리에 있는 질문들입니다. 마지막 밤에는 누르가 귀환을 위해 짐을 꾸리고, 우리는 이야기 전체를 한눈에 바라볼 것입니다.

밤마다 똑같이 단순한 모양을 따릅니다. 먼저 정거장에서 보내는 누르의 근무일 가운데 한 부분을 따라갑니다. 이어서 그날 밤의 이야기가 나옵니다. 그다음 잠들기 전 몇 분 동안 조용히 정거장으로 돌아갑니다. 각 장의 끝에는 흔한 오해에 관한 짧은 부분이 있습니다. 많은 사람이 대개는 그럴 만한 이유로 품고 있지만 사실과는 조금 다른 생각들입니다. 그런 오해를 걷어 내는 것은 배우는 가장 부드러운 방법 가운데 하나입니다.

이 책을 따라오는 데 과학 지식은 필요하지 않습니다. 새로운 낱말은 처음 나올 때마다 설명하겠습니다. 어떤 숫자가 너무 커서 상상이 되지 않더라도 괜찮습니다. 천문학자들도 이런 숫자를 진정으로 상상하지는 못합니다. 그들은 이 숫자를 조심스럽게 다루고, 가능하면 어림하며, 경이로움을 잃지 않습니다.

사미에게 보내는 메시지

동생에게 보낸 누르의 첫 대답은 짧았습니다. 너무 피곤했기 때문입니다. 누르는 이렇게 썼습니다. "짧게 말하면 이래. 약 138억 년 전에 모든 게 뜨겁고 빽빽하게 뭉쳐 있었고, 그 뒤로 계속 퍼지면서 식어 왔어. 긴 버전은 열다섯 밤이 걸릴 거야. 운전 조심해."

메시지를 닫기 전, 잠자리로 가던 아데가 누르의 칸 앞을 떠서 지나가다가 누르의 손에 든 공책을 보았습니다. 누르가 사미의 질문 이야기를 하자, 아데는 나지막이 웃으며 그건 최고의 질문이라고 했습니다. 아무도 하룻밤에 답할 수 없는 질문이니까요. "열다섯 밤으로도 부족할지 몰라요." 아데가 말했습니다. "그래도 좋은 출발이에요."

그러고 나서 누르는 칸 안의 작은 불을 껐습니다. 무중량 상태에서는 처음에 잠드는 것이 낯섭니다. 위로 받쳐 주는 베개도 없고 아래에 매트리스도 없으며, 침낭 속에 집어넣기 전까지 두 팔은 눈앞에 둥둥 떠 있었습니다. 바깥에서 정거장은 계속 나아갔습니다. 약 90분에 한 번씩 지구를 돌며, 낮 쪽으로 들어갔다가 다시 빠져나왔습니다. 저 아래 어딘가에서 새벽 세 시쯤 사미가 트럭을 세우고, 휴대 전화를 열어 누나의 글을 읽을 것입니다.

어쩌면 여러분도 긴 하루를 마치고 이 글을 읽고 있을지 모릅니다. 할 수 있다면 잠들기 전에 잠깐 밖으로 나가거나 창밖을 내다보고 별 하나를 찾아보세요. 이름을 몰라도 됩니다. 그 빛이 여러분에게 닿기까지 아주 먼 길을 왔다는 것, 그리고 여러분도 그 별과 같은 우주의 일부이며 같은 긴 역사를 뒤에 지니고 있다는 것을 알아차리기만 하면 됩니다. 이야기는 거기서 시작됩니다.

흔한 오해

많은 사람이 우주 비행사가 떠다니는 것은 우주에 중력이 없기 때문이라고 생각합니다. 사진이 정말 그렇게 보이니 쉽게 할 수 있는 실수입니다. 하지만 지상에서 약 400킬로미터 높이인 정거장의 고도에서도 지구의 중력은 지표면의 약 10분의 9나 됩니다. 그만큼 높은 탑을 세워 그 꼭대기에 설 수 있다면, 여러분은 여전히 평소 몸무게의 10분의 9 가까이를 느낄 것입니다.

떠다니는 진짜 이유는 정거장과 그 안의 모든 사람이 떨어지고 있기 때문입니다. 그들은 늘 지구를 향해 떨어지고 있습니다. 하지만 정거장은 동시에 옆으로 아주 빠르게, 시속 약 28,000킬로미터로 움직이고 있습니다. 떨어지는 동안 지구의 둥근 표면도 그 아래에서 같이 멀어지기 때문에, 정거장은 결코 지구에 더 가까워지지 않습니다. 행성 쪽으로 떨어져 들어가는 대신 행성 둘레를 따라 계속 떨어지는 것입니다. 누르와 동료들, 그리고 펜과 칫솔 하나하나가 모두 같은 빠르기로 함께 떨어지기 때문에, 어떤 것도 다른 것을 누르지 않습니다. 그 느낌을 우리는 무중량 상태라고 부릅니다.

또 많은 사람이 빅뱅은 텅 빈 공간의 한 점에서 일어난 폭발이었다고 생각합니다. 어두운 하늘의 불꽃놀이처럼, 모든 것이 한 중심에서 바깥으로 날아갔다는 것입니다. 이것은 아마 우주의 시작에 관한 가장 흔한 오해일 것입니다. 우리가 아는 한, 바깥에서 채워지기를 기다리는 텅 빈 공간 같은 것은 없었고, 중심도 없었습니다. 뜨겁고 밀도 높은 초기 상태는 모든 곳에 동시에 있었으며, 그 뒤로 늘어나 온 것은 공간 그 자체입니다. 쉬운 생각은 아니니, 앞으로의 밤들에서 천천히 다시 다루겠습니다.

마지막으로, 어떤 사람들은 과학자들이 우주의 시작에 대해 모든 것을 안다고 주장한다고 믿고, 또 어떤 사람들은 과학자들이 거의 아무것도 모르면서 추측만 하고 있다고 믿습니다. 둘 다 사실이 아닙니다. 팽창이나 가장 오래된 빛 같은 이야기의 일부는 아주 세심하게 측정되었고 여러 방법으로 확인되었습니다. 맨 처음 순간이나 암흑 물질과 암흑 에너지의 정체 같은 다른 부분은 솔직히 말해 알려져 있지 않습니다. 이 책을 읽는 좋은 방법은 두 가지를 모두 마음에 두는 것입니다. 증거가 튼튼한 곳에서는 확신을, 그렇지 않은 곳에서는 열린 마음을 갖는 것입니다. 이 책의 다음 밤에는 이 모든 증거를 우리에게 실어 나르는 전령, 빛에서부터 시작하겠습니다.