무리학「초끈 이론」의 길잡이

우주에 알려진 모든 상호작용을 포괄해 단 하나의 이론으로 설명하려는 현대 물리학의 최첨단 분야-초끈(초현)이론-를 수식을 쓰지 않고 소개한 일반인용 입문서.
우주의 기본적인 힘은 중력, 빛과 관계된 전자기력, 원자핵과 관계된 강력과 약력의 네가지다.
이 다양한 힘들이 실은 같은힘의 다른 형태가 아닐까 하는 것이 물리학자들의 문제의식이었다.
전기력과 자기력은 기본적으로 같은힘이라는 것이 이미 증명됐다.
79년의 노벨상은 약력과 전자기력이「약한 전자기력」이라는 하나의 힘으로 통일할 수 있음을 밝힌 3명의 물리학자에게 돌아갔다.
물리학자들은 양자역학에 기초한「대 통일이론」이 약한 전자기력과 강력을 하나로 묶을 수 있을 것이라고 믿고있다.
그러나 원자 크기 이하의 세가지 힘을 설명하는데 큰 성공을 보인 양자역학과 중력에 대한 아인슈타인의 일반상대성 이론을 통합하려는 모든 시도는 진전이 없었다.
초끈이론은 이런 시도의 하나로서 잊혀졌다가 최근 재조명을 받으며 대통합을 이룩할 유일하고도 매우 유망한 후보로 지목되고 있다.
초끈이론은 자연을 이루는 최소 기본단위가 1cm를 10의 33제곱으로 나눈 길이의 아주 작은 끈이라는 설로서 우주의 모든 기본적인 힘과 입자들은 닫히거나 열린 이 끈들의 다양한 공명상태라고 설명하고 있다.
이 이론은 초기의 우주가 10차원이었으며 이것이 양자도약에 의해 대폭발을 일으키면서 우리가 사는 4차원 우주와 또 하나의 6차원 우주로 나뉘었다고 주장한다.
최고수준의 복잡한 수학이론이 동원된 이 이론은 끈의 크기가 너무 작아 실험적 검증을 하지 못하고 있으나 이론적 모순점이 없다는 점은 받아 들여지고 있다.
미국이 60억 달러를 들여 텍사스주에 건설중인 3백20㎞ 길이의 초대형 입자 가속기가 몇 년 후 완성되면 이 이론의 극히 일부라도 검증할 수 있게 되기를 전 세계의 이론 물리학자들은 기대하고 있다.
저자인 미치오가쿠는 캘리포니아 주립대학(버클리)에서 박사학위를 받고 프린스턴대학을 거쳐 뉴욕 시립대학 이론물리학 교수로 재직중이며 통일장 이론과 초끈이론 분야의 권위자다. 공저자인 제니퍼 트레이너는 과학분야의 자유기고가다.

<전파과학사·2백44쪽·5천원><조현욱기자>