입자를 발견하려면 상당한 집중력이 필요하다. 그런 입자들은 단순히 빠를 뿐만 아니라, 순간적으로만 존재하기 때문이다. 입자들은 10⁻²초 동안만 존재했다가 사라지기도 한다. 어떤 입자들은 기가 막힐 정도로 잘 빠져나가기도 한다. 질량도 거의 없는 중성미자들이 쏟아져 들어오지만 거의 모두가 지구는 물론이고, 그 위에 살고 있는 모든 생명체를 아무일 없이 통과해 버린다. 지구애 도달하는 중성미자들은 대부분 태양의 내부에서 일어나는 핵분열 반응에서 쏟아져나온 것들이다. 유럽 입자물리연구소CERN은 작은 도시와 같다. CERN은 에펠탑보다 더 무거운 자석들과 25 킬로미터가 넘는 지하터널을 자랑하고 있다. 1960년대에 칼텍의 물리학자 머레이 겔-만은 이 문제를 조금 쉽게 만들기 위해서 입자들을 분류하는 새로운 방법을 개발했다. 하드론은 물리학자들을 양성자와 중성자를 비롯해서 강한 핵력에 의해서 지배되는 입자들을 모두 일컫는 말이다. 겔-만 이론에 따르면 모든 하드론들은 더 작고 더 기본적인 입자들로 구성되어 있다. 그 입자들은 쿼크라는 이름으로 알려지게 되었다.
아亞원자입자들을 설명하기 위한 원자 표준모형이라는 것이 등장했다. 표준모형은 여섯종의 쿼크와 여섯종의 렙톤, 지금까지 알려진 다섯 종의 보손, 그리고 아직까지 확인되지 않은 여섯번째 보손인 힉스보손, 그리고 네가지 물리적 힘 중에서 강력, 약력, 전자기력의 세가지 힘으로 구성된다. 표준모형에 따르면 쿼크들이 물질의 기본적인 구성 요소이고, 쿼크들은 글루온이라는 입자들에 의해서 결합되어 있으며, 쿼크와 글루온이 합쳐져서 양성자와 중성자를 비롯한 원자의 핵을 구성하는 물질이 된다. 렙톤은 전자와 중성미자를 말한다. 쿼크와 랩톤을 합쳐서 페르미온이라고 부른다. 인도 물리학자 S.N. 보스의 이름을 딴 보손은 힘을 만들어내고, 전달해 주는 입자들로 광자와 글루온들을 말한다. 힉스 보손은 실제로 존재할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있는 것으로 입자들이 질량을 가질수 있기 위해서 제안된 것이다.
물리학자들은 모든 것을 결합시키기 위해서 초끈이론이라는 것을 도입했다. 이 이론에서는 우리가 입자라고 생각했던 쿼크와 렙톤과 같은 작은 것들이 사실은 진동하는 에너지의 끈이라고 본다. 그런 끈은 11차원의 공간에서 진동하는데 우리가 알고 있는 3차원과 시간, 그리고 아직 알 수도 없는 7차원을 합친 가상적인 공간 이다. 물리학자들은 추가적인 차원을 도입한 초끈이론을 이용해서 양자법칙과 중력법칙들을 비교적 깨끗하게 하나로 통일할 수가 있었다. 그러나 그런 이론을 많은 물리학자들이 외면할 가능성이 매우 높다.에드윈 허블은 우리 눈에 보이는 거의 모든 은하들이 우리로부터 멀어지고 있으며 더 멀리 있는 은하일수록 더 빠른 속도로 멀어져 가고있다는 사실을 밝혀냈다. 멀어져 가는 은하의 속도가 은하까지의 거리에 비례 하기 때문에 Ho=v/d라는 간단한 식으로 표현될 수 있었다. Ho는 허블상수라고 부르고v는 은하의 후퇴 속도 이고, d는 우리로 부터 은하까지의 거리를 나타낸다. 그런 관계식을 허블법칙이라고 부르게 되었다. 2003년 2월 NASA와 메릴랜드의 고더드 우주비행 센터의 연구진이 윌킨슨 마이크로파 비등방성 위성이라는선형의 최첨단 인공위성으로 얻은 관측자료를 근거로 우주의 나이가 137억 년이고 오차 범위가 1000만 년이라는 신뢰할 수 있는 결과를 발표했다.
우주가 무엇으로 구성되어 있는가처럼 아주 초보적인 수준에서도 우리가 모르고 있는 것이 엄청나게 많은 것이 현실이다. 우주의 모든 것들을 설명하기 위해서 필요한 물질의 양에 대한 과학자들의 계산도 실망스러울 정도이다. 적어도 우주의 90%, 어쩌면 99%가 그 본질 때문에 우리에게는 보이지 않는다는 프리츠 츠비키의 '암흑물질'로 구성되어 있는 것으로 보인다. 우리가 볼 수도 없는 것으로 채워진 우주에 살고 있다고 생각하면 분통이 터지기도 하지만, 우리가 그런 곳에 사는 것은 어쩔수가 없다. 우주는 암흑물질뿐만 아니라 암흑에너지로도 채워져 있는 것처럼 보인다. 그것을 무엇이라고 부르거나 상관없이 이무도 설명하지 못하는 것을 설명하는 방법이 될 것처럼 보인다. 그런 이론에 따르면 빈 공간은 전혀 비어있는 것이 아니고, 질과 反물질이 갑자기 튀어나왔다가 다시 사라지는 일이 끊임없이 이어지며 그것 때문에 우주는 점점 더 빠른 속도로 바깥쪽으로 밀려나게 된다.
뜻밖에도 이런 모든 것을 한꺼번에 해결해주는 것이 바로 아인슈타인이 우주의 가상적인 팽창을 막기 위해서 일반 상대성 이론에 넣은 후에 내 인생의 가장 큰 실수라고 불렀던 바로 그 우주상수이다. 결국 우리는 나이를 정확하게 계산할 수도 없고, 거리를 알 수 없는 곳에 있는 별들에 둘러싸여서 우리가 확인도 할 수 없는 물질로 가득 채워진 채로, 우리가 제대로 이해할 수도 없는 물리법칙에 따라서 움직이는 우주에 살고 있다는 셈이다. 조금은 불안한 수준에서 이야기를 마치고, 다시 지구의 문제로 돌아가서 우리가 이해하고 있는 것에 대해서 설펴보기로 한다. 지금쯤은 우리가 지구마저도 완전히 이해하지 못하고 있으며, 지금 우리가 이해하고 있는 것을 알아낸 것도 그리 오래 전이 아니었다는 이야기를 들어도 놀랍지 않을 것이다.