진공이란 무엇인가?

‘진공이란 무엇인가’란 질문은 어떻게 보면 단순한 질문 같아 보이고, 또 대답 역시 간단히 나올 것 같은 느낌이 듭니다. 그러나 텅 빈 것으로 생각되던 그 진공이 사실은 모든 물질이 창조되는 근원지라는 것이 현대물리학에 의해 밝혀지게 되었습니다. 1920년대 들어 발달한 양자역학(Quantum Mechanics)이 우리 인간이 품고 있던 진공에 대한 지식과 인식을 완전히 뒤바꿔 놓은 것이죠.

진공 속에서 물질이 창조되고, 또 우리가 현재 알고 있는 네 가지 힘 -중력, 전자기력, 강력(강한 힘), 약력(약한 힘)- 들도 사실은 이러한 진공의 상전이로부터 나타났다는 사실은 진공이 곧 우주 만물의 씨앗임을 알 수 있습니다. 이 책은 일상생활에서 경험할 수 있는 진공에서부터 양자역학이 성립하는 세계의 진공까지 재미있고 알기 쉽게 설명하고 있습니다. 물리학을 자세히 모르는 독자가 읽어도 이해가 가리라 믿고, 아울러 이공계 학생이면 이 책을 꼭 읽어 보도록 권하고 싶습니다. 이 책을 접하면 현대물리학이 주는 자연과 우주의 신비로움에 빠져드리라 생각합니다.

말머리에

1장 들어가는 말: 주변에 존재하는 진공
1. 진공과 일상생활
2. 진공이란 도대체 무얼까

2장 진공을 찾아서
1. 진공과 자연관
2. 세 사람의 위인(偉人)
3. 자연은 진공을 꺼린다
4. 진공 혐오를 뛰어넘다
5. 맨 처음의 진공
6. 마그데부르크의 반구(半球)

3장 진공과 물질
1. 진공을 쫓다
2. 분자를 없앤다
3. 진공 펌프
4. 분자를 운반한다
5. 자연계의 진공
6. 우주 안에 진공은 있는가
7. 물질속의 공간
8. 데모크리토스의 원자
9. 원자론의 부활

4장 소립자의 세계
1. 소립자의 충돌
2. 자기력
3. 양성자를 가속한다
4. 양성자 싱크로트론(Syncrotron)
5. 자연의 계층구조
6. 소립자의 종류
7. 쿼크
8. 쿼크는 드러내지 않는다

5장 진공과 힘
1. 진공, 물질 그리고 힘
2. 미시적(Microscopic)인 힘과 거시적(Macroscopic)인 힘
3. 데카르트와 뉴턴
4. 중력의 원인
5. 전파하는 힘
6. 자기력과 전기력
7. 장(場)의 도입
8. 장의 전파
9. 에테르(Ether)를 찾아
10. 마이켈슨의 간섭계
11. 진공은 공허한 것이 아니다
12. 좀 더 상호작용을

6장 새로운 진공
1. 진공으로부터 입자가 튀어나옴
2. 디랙의 등장
3. 물질이 충만 된 진공
4. 진공에 생긴 구멍
5. 두 개의 진공
6. 불확정성 원리
7. 휘어진 진공
8. 진공과 재규격화 이론
9. 전하가 변한다

7장 이상진공과 힘의 통일
1. 소립자의 보고(寶庫)
2. 힘은 운반된다
3. 약중간자의 등장
4. 쿼크가 충만 된 진공
5. 주변에서 일어나는 상전이(相轉移)
6. 진공의 상전이
7. 게이지장이란
8. 게이지장과 이상진공
9. 전자기력과 약한 힘
10. 통일 이론
11. 대통일 이론

8장 진공의 진화와 우주의 창조
1. 보다 작은 세계로
2. 우주의 대폭발
3. 불덩어리 우주
4. 첫 번째 상전이
5. 두 번째 상전이
6. 세 번째 상전이
7. 네 번째 상전이
8. 마무리

9장 왜 진공은 텅 빈 것처럼 보이는 것일까
1. 다시 한번, 진공이란 무엇일까
2. 아리스토텔레스는 위대했다
3. 진공에 미래는 있는가

부표
옮긴이의 말