서울에서야 밤하늘을 쳐다보아도 별이 잘 보이지 않지만, 이곳만해도 밤에 하늘을 보면 별들이 넘쳐난다. 그런 별들이 모여서 은하를 이루고, 그것이 우주를 구성하는 기본단위인 것은 우리들 모두가 알고 있다. 우리가 밤하늘에서 볼 수 있는 별들 모두는 평범한 나선은하에 불과한 우리 은하수에 속한 별들이다. 그리고 우리의 은하는 수천억 개의 별이 원반에 놓여 있고, 각각의 별들은 은하 중심을 돌고 있다. 은하 한가운데에는 태양보다 250만배 무거운 블랙홀이 숨어 있고, 빛이 은하 중심에서 우리에게 도달하는 데는 2만5천년이 걸린다. 그리고 별들이 은하 주위를 한번 도는 시간도 1억년 이상 걸린다. 우리 은하와 가장 가까운 은하는 200만 광년 떨어져 있는 안드로메다 은하이고, 우리 은하수와 함께 국부 은하군에 속하며, 여기에는 최소 34개의 은하가 포함되어 있다. 또한 우리 국부 은하군은 수백개의 은하군들로 이루어진 처녀자리 은하단의 중심에서 약 500만 광년 떨어진 가장자리에 위치해 있다. 우주에는 그런 은하단이 셀 수없이 많이 있다. 이처럼 우주는 지금까지 우리가 발견한 것보다 모르는 것이 훨씬 더 많지만, 그런 우주를 이해하려 노력하는 것이 인간이라고 한다.

과학은 본질적으로 패턴과 규칙성을 식별함으로써 발전한다고 한다. 우주의 탄생과 진화를 설명하기 위해서는 여섯개의 숫자가 중요해 보인다고 이 책의 저자는 말한다. 150억년 전, 대폭발에 의해 우주가 생성되었다는 경험적 증거는 지구의 역사에 대해 제시되는 증거 못지 않게 강력하다고 한다. 이 책에서 제시되는 여섯개의 숫자도 그러하며, 그 숫자들 중 둘은 기본 힘과 관련이 있고, 다른 둘은 우주의 크기와 구조 그리고 운명을 결정하며, 나머지 둘은 우주 자체의 성질을 결정한다고 한다. 관측 가능한 우리 우주는 어떤 천체의 일부에 불과하며, 그 천체에는 다양한 물리법칙들이 있다. 일견 평범해 보이는 여섯 개의 숫자들이 서로 조율되어 우리 우주의 중요한 특징들을 결정하고 있는 것이다. 만약, 우리가 관측할 수 없는 또 다른 우주가 있다면, 그 우주들 각각에서 이 여섯 개의 숫자들은 서로 다를 수 있음을 의미한다.

[N] 행성이 궤도를 벗어나지 못하도록 붙잡고 별을 결합시키는 힘이 중력이다. 그런가 하면 미시세계에서 원자들을 결합 시키는 힘은 전기력이다. 이런 전기력과 중력의 상대세기를 우리는 N이라 부르며, 그것이 가리키는 숫자는 10ⁿ (n=36)이다. 이는 중력이 전기력보다 10ⁿ (n=36)배 약함을 의미한다. 만약 중력이 이보다 덜 약하다면, 우주에서 별이 되는데 필요한 원자의 수가 적어지고, 행성의 질량은 더 가벼워 질 것이다. 이는 은하가 빨리 형성되고, 또 그만큼 수명도 짧아져 유기적 진화단계가 진행되기에 시간이 모자란다. 그와는 반대로 중력이 더 약하다면 중력은 훨씬 더 정교하고 수명이 긴 구조를 발달시킬 것이고, 인류 같은 복잡한 존재는 출현할 수 없었을 것이라고 저자는 말한다. 블랙홀은 중력이 다른 모든 힘을 압도하는 물체라고 한다.

[] 지구의 나이는 45억년이라고 한다. 태양의 과거와 미래는 우주에 있는 다른 진화단계의 태양형 항성들의 관측으로 추측해 볼 수 있다. 최초의 별들은 약 100억년전 가장 간단한 원자들로만 이루어진 원시 원료로부터 형성되었다. 별들의 반복적인 탄생과 죽음은 초기의 수소를 기본원소로 바꾸어 우주공간으로 날려 보냈다. 즉, 수소는 핵 융합하여 헬륨을 만들고, 헬륨은 다시 핵 융합하여 더 무거운 원소를 만들고, 그러기를 반복하여 자연에 존재하는 기본원소 92개가 만들어졌다. 간단한 원자들이 핵 융합할 때 방출되는 에너지의 양은 원자핵에 있는 구성요소들을 결합시키는 힘의 세기에 의존한다. 이 힘이 바로 입자들을 결합시켜 원자핵을 만드는 힘의 세기이다. 가장 원시물질인 수소가 헬륨으로 융합될 때 그 질량의 0.007이 에너지로 전환되며, 우리는 이 수를 우주의 수 엡실론()이라 부른다. 이 [=0.007]이 우주에 존재하는 원소들의 비율과 자연에 존재하는 92개의 원소를 결정한 것이다. 만약 우주의 수가 [=0.006]이라면 헬륨 형성의 경로가 차단되어 수소로만 이루어진 간단한 우주가 되어 별의 폭발도, 부활도 없었을 것이며, 또 [=0.008]보다 크다면 대폭발에서 살아남은 수소가 없었을 것이기 때문에 우리는 존재하지 못했을 것이라고 한다.

[Ω] 모든 은하는 우리의 은하에게서 멀어지고 있다. 그러나 우리 은하, 태양계 자체가 팽창하지는 않는다. 우리가 보고 있는 은하들은 먼 과거의 은하이고, 바로 별이 생겨난 직후의 모습들을 우리에게 보여주고 있다. 그러나 우리는 그것들이 얼마나 먼 과거의 산물인지는 모른다. 그런가 하면 약 50억년 뒤, 태양은 죽을 것이고, 그리고 우리 은하인 은하수도 안드로메다 은하와 충돌할 것이라고 한다. 우주는 계속 팽창할 것인지, 아니면 대함몰로 다시 붕괴할 것인지는 중력과 팽창에너지 사이의 경쟁에 달려 있다. 만약 우주의 밀도가 어떤 임계값을 넘고, 다른 어떤 힘이 개입하지 않는다면 중력이 결국은 팽창을 저지할 것이라고 한다. 우주의 임계밀도는 1㎥당 원자 5개 정도이며, 현재의 밀도는 0.2개 정도라고 한다. 우주의 밀도 [Ω]는 임계밀도에 대한 실제밀도의 비를 나타내며, 우주의 운명은 [Ω] 값이 1보다 큰지, 작은지에 따라 결정된다. 현재의 [Ω]는 0.04로, 이 수치로 보면 우주의 영원한 팽창을 예고하는 것 같다. 우주에는 우리가 보는 것보다 훨씬 더 많은 보이지 않는 물질이 있다고 한다. 이른바 암흑물질이다. 별들이, 은하들이 빠른 속도로 중심을 돌고 있는 것은 보이는 별들의 중력만으로는 설명이 되지 않는다고 한다. 그것을 설명하기 위해서는 우리들이 실제 보는 것보다 10배 정도의 많은 물질과 중력이 필요하다. 이런 암흑물질은 스스로 빛을 내지 않고, 어떤 종류의 복사도, 방출도 하지 않는다. 우리가 알 수 있는 것은 빛을 흡수하거나 산란시키지도 않기 때문에 먼지로 이루어지지는 않았다는 정도이다. 따라서 암흑물질을 이루는 입자는 우리가 알지를 못한다. 우주의 초기단계에서 어떤 종류의 입자가 존재했는지, 얼마나 많은 입자가 살아남았는지를 모르기 때문이다. 그러나 우주의 밀도 [Ω]는 초기 우주에서 놀라울 정도로 1에 가깝게 조율되어 있어야 했다. 만약 팽창이 너무 빠르다면 중력은 국지적으로 분포하는 물질들을 끌어 당겨 별이나 은하가 생길 수 없었고, 초기의 자극이 충분하지 않았다면 우주가 막 시작했을 때 대함몰이 일어나 진화를 저지했을 것이기 때문이다.

[Q] 별, 은하와 같이 우주에서 뚜렷한 구조들은 모두 중력으로 결합되어 있다. 이 구조들을 흩어 놓는데 필요한 에너지와 정지질량에너지의 비가 바로 [Q]이며, 그 값은 10ⁿ (n=-5) 이다. [Q]가 이렇게 작다는 사실은 중력이 은하와 은하단에서 아주 약하다는 것을 의미한다. 만약 [Q]가 10ⁿ (n=-5) 보다 작고 우주의 다른 수가 변하지 않는다면 암흑물질과 같은 집합들이 발달하는데 더 오랜 시간이 걸리고, 물질들의 집합은 더 작고 느슨해졌을 것이다. 은하는 저밀도 구조를 가지며, 새로운 원소들이 새로운 별과 행성계의 탄생에 사용되지 못했을 것이다. 이와는 반대로 [Q]가 10ⁿ (n=-5) 보다 큰 우주는 요동치는 격렬한 장소가 된다. 은하는 더 단단히 구속되고, 별들이 너무 바짝 붙어 있어 너무 자주 충돌하고, 안정한 행성계 유지가 곤란했을 것이다.

나머지 두 개의 수는 [λ]와 [D]이다. 중력은 행성과 별과 은하에서 지배적인 힘이다. 그러나 훨씬 더 큰 우주규모에서는 평균밀도가 대단히 낮으므로 다른 힘이 중력을 대신하여 주도할 수 있다. 우주상수 [λ]는 우주의 팽창을 통제하는 반중력을 나타내고, [D]는 공간의 차원을 나타내는 수로, 그 값은 3이다. 미시세계를 지배하는 힘은 양자역학이다. 미시세계에서 중력은 거대한 수 N 때문에 무시할 수 있을 정도로 약해진다. 반면 거시세계는 중력이론을 따른다. 거시세계에서 양자의 불확실성은 무시되기 때문이다. 그러나 저자는 대폭발 이후의 첫 순간이나, 블랙홀 안 특이점 근처의 시간과 공간을 이해하기 위해서는 서로 상반되는 양자이론과 중력이론을 통일 시켜야 한다고 말한다.

책을 읽다 보면 여러 가지 값들이 나오고, 그 값들이 어떻게 정해졌는지를 설명하는 글이 책의 대부분을 차지하고 있다. 마치 학교에서 시험을 앞두고 물리학 공부를 하는 것처럼 느껴지기도 한다. 그러나 우리가 알지 못하는 우주의 탄생과 진화, 그리고 먼 미래에 대한 예측을 따라가다 보면, 여섯 개의 수가 서로 긴밀하게 조율되어 있는 것을 알고서 안도를 하게 된다. 저자의 설명은 중력과 양자역학과 같은 물리학을 쉽게 이해할 수 있게끔 해준다.