Disc.1 - 보면 믿게 된다(Seeing is Believing)

스티븐 호킹은 우주론을 밝혀내는 기가 막힌 여정을 떠나서 천문학적인 이론과 기술의 역사를 더듬어 나간다.
막대기 두 개를 세워 놓고 그림자를 이용해 150km 이내에서 지구의 둘레를 측정했던 고대 그리스의 수학자부터 지구는 자전하면서 태양의 주위를 돈다는 지동설을 고집하다가
마지막 생애를 로마교황청의 명령에 따라 가택 연금됐던 갈릴레오, 사과가 자신의 머리에 떨어질 때 중력 이론을 생각해 냈다고 알려진 뉴턴, 상대성 이론을 확립한 아인슈타인,
우주는 모든 방향으로 끊임없이 퍼져 나갔다는 걸 발견한 허블 등 과학으로 시작하지만 늘 신학과 철학 모두에게 엄청난 영향을 미치며 꾸준히 진화하는 이야기가 펼쳐진다.

이 다큐멘터리를 통해 프톨레마이오스가 주장한 천체의 모든 별과 태양이 지구를 중심으로 공전한다는 것은 물론
호킹 교수가 설명하는 수백만 개의 별 중에서 하나에 해당하는 평균 크기의 태양을 중심으로 지구가 돈다는 것도 알 수 있다.
호킹 교수는 이렇게 말한다. "그리고 우리 은하는 무한하고도 팽창하고 있는 이 우주의 수십억 은하 가운데 하나일 뿐입니다.
하지만 이것이 오랜 연구 역사의 끝은 아닙니다. 남아 있는 커다란 문제들에 답을 해야만 우리가 사는 우주의 전체 그림을 볼 수 있을 것입니다"



Disc.2 - 태초의 우주(In The Beginning)

"아주 오랜 세월 동안 사람들은 우주를 궁금하게 여겼죠. 우주는 영원이 뻗어나갈까요? 한계가 있을까요? 이 모든 건 어디서 왔을까요?."
스티븐 호킹 교수는 우주의 기원에 관한 엇갈리는 주장을 조사하고 빅뱅이론에서 자신이 한 역할이 무엇인지 밝혀낸다.
다큐멘터리는 태초부터 창세기에 우주가 탄생했다는 교회의 의견을 검토하고 가톨릭 신부이며 아인슈타인의 정적 우주론에 이의를 제기하기 시작한 조르주 르메트르가 발견한 것이 무엇인지 알아본다.
르메트르 신부는 우주의 시작을 원시 원자라고 했으며 알다시피 빅뱅이론으로 발전했던 우주가 팽창한다는 이론을 펼쳤다.

미국 천문학자인 에드윈 허블은 르메트르와 아인슈타인 사이에 벌어진 대논쟁의 막을 내렸다.
허블은 밤하늘의 별들 사이에 있는 안드로메다 은하를 관측하다 세페이드형 변광성을 알아냈고 안드로메다 은하는 지구 밖 멀리 떨어져 있으며 은하들의 적색 이동을 조사한 끝에 은하가 움직인다는 걸 알아냈다.
허블의 법칙으로 멀리 떨어진 은하일수록 더 빠르게 멀어진다는 사실을 밝혀냈다.

우주가 팽창했다는 가설은 르메트르가 1931년에 증명했는데 르메트르는 아인슈타인과 허블이 만나고 있는 캘리포니아로 그들을 만나러 갔다.
다큐멘터리는 아인슈타인이 마지막에 마음을 바꾼 이유와 우주 창조론에 대해 계속 반대 입장에 선 다른 과학자들, 그리고 빅뱅 자체에서 자연 방사선을 발견한 것을 추적해서 보여 준다.
마침내 우주 창조론의 결론을 지을 수 있는 우주 배경 복사선 탐지기 코비(COBE) 위성에서 보내온 증거도 밝혀낸다.




Disc.3 - 우주의 연금술(Cosmic Alchemy)

"우리를 둘러싼 우주는 다양성으로 가득하죠. 다양한 물질, 다양한 조직... 이 모든 건 어떻게 생겼을까요?
우주는 빅뱅이라는 한 시점에서 간단하게 시작됐다는 것을 보여 주었습니다
그렇다면 우리가 보는 것들은 거기서 어떻게 생겨났을까요?"

우주의 연금술은 호킹 교수가 제시한 질문에 답을 하기 시작한다.
몇 세기 전 연금술사들은 우주 만물이 흙, 물, 불 그리고 공기의 네 가지 요소로 구성되었고 에너지는 한 종류의 물질에서 또 다른 물질로 변형될 수 있다고 믿었다.
새로운 유형의 과학자들은 위험한 마법을 부리는 일이라도 되는 것처럼 자신들의 일을 무시해 버렸지만, 호킹 교수는 이렇게 언급한다.
"다양한 모든 물질이 원초적 근원에서 진화를 겪게 하는 변성이라는 발상은 우연찮게 합당한 방책이 됐을 수도 있어요."

다큐멘터리에서는 근대 화학이 성립되고 주기율표를 발견하고 소립자 물리학이 탄생하게 된 배경을 뒤따라간다.
마리 퀴리의 손녀인 헬렌 랑주뱅-졸리오 박사가 말한 대로 마리 퀴리가 방사선 연구에 선구적 역할을 했는지도 알아본다.
러더퍼드의 원자 분열에서 물질과 반물질이 에너지에서 만들어질 수 있다는 깨달음까지 다큐멘터리에서는 근대 과학자들이 입자 가속기로 특별한 이미지 생성 기법을 창안하도록 이끄는 경로를 밝혀낸다.




Disc.4 - 암흑 물질을 찾아서(On The Dark Side)

스티븐 호킹 교수는 빅뱅과 함께 우주가 시작됐다고 확신하지만 다른 우주론자들처럼 무엇이 우주가 될 것인지는 딱히 확신하지 못한다.
우주의 운명을 찾으려는 과학자들은 우주에 있으면서 보이지 않는 암흑 물질이 얼마나 많은지 찾아내야만 한다.
이번 다큐멘터리에서는 중력을 가해 별들의 움직임을 통제하는 암흑 물질을 공들여 찾는 곳으로 가 본다.

우주 물질의 밀도가 어떤 한곗값과 같거나 더 작을 때면 우주는 영원히 팽창하고 점점 더 추워지고 더욱 공허해질 것이다.
우주 물질의 밀도가 더 크다면 중력이 팽창 속도를 늦춰서 우주가 팽창을 멈출 것이다.
"그러면 우주는 수축을 시작하고 빅뱅의 반대 과정인 빅 크런치가 일어나게 되죠"라고 호킹 교수는 설명한 뒤 이렇게 말한다.
"지금으로서는 어느 쪽이나 가능합니다. 내기를 해야 한다면 저는 돈 걸 곳을 정했습니다. 하지만 우주 대수축 뒤로 딴 돈은 어떻게 모으죠?"

초기의 암흑 물질 이론에서는 백색왜성, 갈색왜성, 블랙홀, 중성자별, 떠돌이 행성과 같이 보이지 않는 무거운 일반적 천체에 주목하여 그러한 천체들을 묶어서 마초(MACHOS)라고 했다.
천문학자들은 이러한 천체를 충분히 찾지 못했고 모두가 올바른 특질을 가진 것도 아니었으며 우주의 모든 암흑 물질을 설명할 수도 없었다. 그래서 지금은 다른 종류의 암흑 물질을 찾고 있다.
셰필드 대학 교수 닐 스푸너 박사의 진두지휘 아래 영국 과학자팀은 요크셔의 소금 광산 지하에서 우주의 유력한 암흑 물질 후보로 떠오르고 있는 소립자 '윔프'를 찾고 있는데 성공한다면 해답을 찾는 경쟁에서 이길 것이다.



Disc.5 - 블랙홀과 그 너머(Black Holes And Beyond)

프린스턴 대학교 물리학과 교수였던 존 휠러는 20세기 과학에서 특출한 인물 중 한 명이다.
지금 80세인 존 휠러는 공상 과학 소설 작가의 상상력을 포착해서 블랙홀이라는 기발한 단어를 창작해 냈다.
커다란 별이 죽으면서 붕괴하여 블랙홀이 생기는데 이론적으로 물리학 법칙은 무너질 수밖에 없고 시간 여행과 웜홀이라는 기이한 가능성이 드러나는 듯하다.
다큐멘터리에서는 강한 전파를 내는 성운에 초점을 맞춰 예상 밖의 장소들이 반드시 존재한다는 증거가 늘고 있음을 밝혀낸다.

블랙홀을 발견한 시점부터 과학자들은 예상 밖의 발상들을 거부하는 건 현명하지 못하다는 걸 배웠고
이런 가르침은 캘리포니아에서 세스 쇼스타크 박사가 연구하는 '외계 지적 생명체 탐사'(SETI) 프로젝트에 영향을 미친다.
현재 이론가들은 시간 여행과 웜홀, 우주에 있는 터널, 그리고 우리가 사는 우주를 벗어나서 또 다른 평행 우주에 도착할지도 모르는 시간에 대해 진지하게 얘기한다.
그러나 스티븐 호킹 교수는 다음과 같은 질문을 던진다.
"그렇다면 왜 외계인이나 미래 여행자가 찾아오지 않을까요? 물론 몇몇은 방문이 있었다고 주장하면서 그게 바로 UFO라고 말하죠. 하지만 그런 접촉은 훨씬 명확하면서 아마도 끔찍할 것입니다."



Disc.6 - 모든 것에 대한 해답(An Answer To Everything)

이 다큐멘터리 시리즈의 마무리 부분에서는 우주의 궁극적인 이론을 과학적으로 찾으려는 내용을 담았다. 호킹 교수는 다음과 같이 말한다.
"저는 20년 전에 향후 20년 후에는 우주의 완전한 그림을 그릴 확률이 50대 50이라고 했습니다. 지금도 그 추정은 변함없지만, 지금부터 20년 후가 됩니다."

아인슈타인의 일반 상대성 이론은 우주가 대규모라는 걸 말해 준다.
양자 역학은 전자나 소립자 등이 움직이는 물리 값이 원자보다도 훨씬 작다는 것을 설명해 주는데 완벽하게 설명하려면 두 가지 이론이 일치해야 한다.
이론가들은 우주 전체에서 일어나는 일을 설명하고자 곳곳에서 하나로 일치하는 답을 찾고 있다.

다큐멘터리에서는 현재 과학자들이 새로운 이론들을 해결하려 노력하는 모습을 보여 준다.
이 새로운 이론에는 뉴욕 시립대학교 이론 물리학 교수인 미치오 카쿠가 창시한 끈 이론도 포함된다. 카쿠 교수는 다음과 같이 말한다.
"어떤 사람은 빅뱅의 순간에 우주는 점이었다고 말합니다. 새로운 그림은 바로 국수 한 그릇과 같죠."그리고 덧붙인다.
"많은 사람들이 이것을 우연히 20세기에 떨어진 21세기의 물리학이라고 믿고 있습니다."

그동안 유럽 우주 기구에서는 케임브리지 대학교 수리 물리학 교수인 닐 투록이 플랑크 위성으로 관측한 우주 배경 복사 이미지 데이터를 모두 지도로 만들고 있다.
위성으로 관측하면 수십억 년 전으로 되돌아간 모습을 볼 수 있을 것이다.
수집한 데이터로 자세히 설명할 수 있었다면 경쟁이 되는 몇 가지 이론을 제거하고 한 가지 만물의 법칙에만 주력해서 우리가 이미 아는 걸 이해했을 것이다.
결국, 우리는 해답을 찾아내서 우주가 작용하는 원리를 완성할 것이다.