1장 하늘의 이해
1. 땅은 평평할까 | 2. 너무나 먼 하늘 | 3. 천체는 움직인다: 행성의 운동 | 4. 하늘이 도는가, 땅이 도는가 | 5. 코페르니쿠스의 혁명 | 6. 티코의 관측 | 7. 케플러의 행성 운동 법칙 | 8. 갈릴레이, 망원경으로 하늘을 들여다보다 | 9. 하늘의 법칙을 알아낸 뉴턴의 운동 법칙과 중력 법칙 | 10. 하늘의 법칙이 땅의 법칙이 되다
2장 우주의 크기
1. 각과 거리 | 2. 지구의 크기 | 3. 태양계의 크기 | 4. 별의 거리 | 5. 세페이드 변광성 | 6. 우리 은하의 크기와 모습 | 7. 외부 은하와 팽창하는 우주 | 8. 우주의 모습
3장 시공간과 상대성
1. 물체의 운동과 관성계 | 2. 갈릴레이 상대성 | 3. 빛과 상대성 | 4. 마이켈슨?몰리 실험 | 5. 특수 상대성, 시간 팽창과 길이 수축 | 6. 로렌츠 변환과 민코프스키 공간 | 7. E＝mc2 | 8. 뉴턴 중력과 특수 상대성 | 9. 등가 원리와 일반 상대성 | 10. 시공간의 기하학으로서의 중력 | 11. 리만 기하학 | 12. 아인슈타인 방정식
4장 원자와 양자 역학
1. 원자의 발견 | 2. 전자의 발견 | 3. 빛은 파동인가 입자인가 | 4. 뜨거운 물체가 내는 빛 | 5. 빛과 전자의 만남: 빛, 파동에서 입자가 되다 | 6. 전자는 입자인가 파동인가 | 7. 파동?입자 이중성과 확률 해석 | 8. 슈뢰딩거 방정식 | 9. 원자의 구조와 안정성 | 10. 원자가 내는 빛 | 11. 각운동량과 스핀 | 12. 보손과 페르미온 | 13. 원자와 물질
5장 소립자와 표준 모형
1. 대칭성, 군과 표현 | 2. 특수 상대성과 양자 역학 | 3. 양자장론 | 4. 게이지 대칭성 | 5. 원자핵 | 6. 소립자의 세계 | 7. 입자물리 표준 모형 | 8. 더 작은 세계
6장 팽창하는 우주
1. 우주론 | 2. 우주의 모습 | 3. 팽창하는 우주 | 4. 우주는 영원한가, 무한한가? | 5. 우주의 물질 | 6. 팽창과 우주의 온도 | 7. 우주의 열 역사 | 8. 바리온 비대칭성과 바리온 창조 | 9. 약한 상호 작용과 중성미자 분리 | 10. 빅뱅 핵합성 | 11. 우주 배경 복사 | 12. 구조 형성과 우주 배경 복사 비등방성 | 13. 우주론, 정밀 과학이 되다
7장 우주의 시작과 끝
1. 빅뱅 우주의 시작 | 2. 빅뱅 우주의 문제점 | 3. 암흑 물질 | 4. 암흑 에너지 | 5. 급팽창 | 6. 우주의 시작과 끝 | 7. 우주를 이해한다는 것

우주론에 관한 ‘표준 교과서’라고 할 수 있는 『우주, 시공간과 물질』. 과학사의 일화나 단편적인 재미를 쫓기보다는 우주의 ‘속살’을 보여 준다는 입장에서 서술되었다. 그러다 보니 일반 교양 과학서와는 차별화된 점을 가질 수밖에 없다. 특히 물리학적인 내용을 이해하기 위해 필수적인 수학을 담고 있다. 수학은 과학의 기본 언어인데, 수학을 배제하면 제대로 전달되지 않는 내용이 있기 마련이다. 그런 면에서 이 책은 평소 교양 과학서의 깊이에 갈증을 느낀 독자들에게는 갈증을 해소시킬 수 있는 단물이 될 것이다. 혹여 수학적인 내용을 이해하지 못하더라도 전체를 이해하는 데는 무리가 없다. 수식을 따라가면서 ‘느끼는 것’만으로도 우주에 대한 이해의 폭이 훨씬 달라질 것이다.