우주를 정복하는 딱 10가지 지식

우주를 정복하는 딱 10가지 지식 - 모험을 꿈꾸는 유쾌한 지구인들을 위하여
베키 스메서스트 지음, 송근아 옮김, 지웅배 감수 / 미래의창 / 2021년 5월

수세기전 아이작 뉴턴이 발견한 중력의 법칙에 의하면 두 물체는 각자의 질량에 비롛라는 힘으로 상대를 끌어당기며, 상대적으로 더 무거운 물체가 그만큼 큰 힘으로 더 가벼운 물체를 잡아당긴다. 중력은 두 물체 사이의 거리와도 관련이 있는데, 간격이 두 배 멀어지면 서로를 잡아당기는 힘은 4분의 1로 약해진다. 이 법칙은 우주 내에 있는 두 물체라면 무엇이든 적용된다.우리와 우리 발 아래에 있는 지구를 포함해서 말이다. (-16-)


여기서 한 가지 먼저 짚고 넘어가야 할 것이 있다. 실제의 빅뱅은 그 이름처럼 크지도, 폭발하지도 않았다는 사실이다. 빅뱅이라는 명칭은 1920년대에 팽창우주론이 처음 제기된 후 이 이론을 지지하지 않는 사람들의 조롱의 의미로 만든 것이었으며, 훗날 천문학자들은 이 명칭 때문에 골머리를 앓아야 했다. (-32-)


첫 번째 증거는 은하계에 속한 별들이 회전하는 속도를 통해 드러났다.별의 회전 속도는 1970년대에 암흑 물질 연구라는 새로운 길을 개척한 미국의 천문학자 베라 로빈의 주된 연구 분야였다. 우주 전체 질량의 85퍼센트나 차지하는 어떤 물질이 존재한다는 증거를 찾아낸다는 일은 결코 사소한 사건이 아니지만, 역설적이게도 처음에 루빈이 이 분야를 선택한 것은 아무도 눈여겨 보지 않고 누구에게도 간섭받지 않을 법한 연구 주제를 원했기 때문이었다. (-61-)


이 모든 조건들과 이전에 비해 훨씬 섬세해진 우주망원경의 조합은 페가수스자리 51b 를 발견할 수 있는 가능성을 한껏 높여주었다. 이 행성으로 인해 그 옆에 있던 항성은 초속 70미터 속도로 흔들린다.태양계의 경우, 목성은 태양을 초속 13미터 속도로 흔들고 지구는 겨우 초속 9센티미터로 흔든다. 페가수스자리 51b와 비교하면 굉장히 작은 움직임이라고 할 수 있으며,우리는 최근에야 이런 미세한 움직임을 제대로 포착할 수 있게 됐다. (-96-)


앞서 다룬 허블의 은하나 우리에게서 멀어지는 방향으로 흔들리는 태양의 경우처럼 말이다. 하지만 우주가 너무 빠른 속도로 팽창하는 바람에, 우리 눈르로 관측가능한 선에서 가장 멀리 있는 별이 발하는 빛의 파장은 가시 영역을 넘어 적외선이나 마이크로파로 바뀌게 된다.이러한 파장들은 인간의 눈에 보이지 않기 때문에 우리가 별빛으로 가득 차서 환해진 밤하늘을 볼 수 있는 가능성은 사실상 전혀 없다. (-112-)


예를 들어 은하가 우리 은하 바깥에 있는 별들의 무리라는 사실을 알게 되기 전인 1771년 , 샤를 메시에라는 프랑스 청년이 밤하늘을 올려다보며 별은 아니지만 흐릿하게 빛나는 것들을 찾아 기록하기 시작했다. 굉장히 세세하게 작성된 그의 목록 중 58번 천체, 메시에 58 M58,Messier 58 이 지구에서 6,200만 광년 떨어진 곳에 있는 은하라는 사실은 나중에야 밝혀졌다. 이 은하는 당시에 우주에서 관측된 천체들 가운데 가장 먼 곳에 있는 천체였으나, 정작 메시에는 이 엄청난 사실을 알지 못했던 것이다. (-150-)


지구를 포함한 우주 천체에는 중력, 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력이 있다.이 네가지 힘 중에서 가장 약한 힘이 중력이며, 우주의 보편적인 힘으로 작용하고 있었다.중력을 이해한다면, 우주를 이해할 수 있고, 중력을 통해 태양계의 우주 원리를 배워나갈 수 있다. 빅뱅이후 우주는 지금까지 팽창하고 있다는 것이 정설로 굳어지고 있는 가운데, 지구의 천체망원경은 우주의 가장 깊은 심연으로 향하고 있었다. 블랙홀을 관찰하고, 우주 저 너머의 또다른 별들을 관찰하는 과정에서 여러 행성들을 발견할 수 있었던 이유다. 이 책을 읽는다면,지금 우리가 알고 있는 우주는 거의 점에 가깝다 말할 정도로 일부분에 불과하다. 블랙홀, 쌍생계,주력파를 알아도, 마찬가지다. 여전히 우주의 나이도 추정치에 가깝고, 우주관측기술의 발달과 우주 연구를 통해 좀 더 깊에 파고들어가야 할 부분이다.우주에 대한 이해와 지식을 얻기 위해서 필요한 것인 당연한 것을 의심하는 질문과 의심,그리고 호기심에 있다.책에 등장하는 열가지 지식은 각각 열가지 질문과 연결되고 있으며, 지구와 흡사한 또다른 외계 행성을 찾고 있는 이유는 지구에 인간이 생존할 수 있었던 이유, 생명의 조건을 알아내는 것을 넘어서서, 인류가 처해진 미래를 인간이 너무 잘 알고 있기 때문이다. 하지만 지구가 지구 밖을 벗어나 가장 먼곳에 도달한 곳은 달이며, 지구에서 40만 km 미터에서 우주여행을 한 것이 전부이다. 최근 들어 마션, 화성여행을 꿈꾸고 현실로 만들고자 하는 다양한 노력들이 우주의 진실을 파헤칠 수 있는 중요한 구심점이 되고 있는 이유는 여기에 있다.


책에서 여덟번째 지식 <밤하늘은 왜 어두울까?>는 흥미롭게 읽었고, 우주에서 당연한 것을 당연하지 않게 바라볼 때, 우주에 대한 호기심의 첫걸음을 내딛는 거라는 걸 알 수 있다. 밤에 달이 있고, 태양이 있고, 별이 있는 것을 그냥 당연하게 불 때, 우주의 신비로운 진리를 찾아낼 수 없다. 오랫동안 천동설이 진리처럼 굳어졌던 이유도 여기에 있다. 태양이 고정되어 있고 ,지구가 태양 주위를 돈다고 말하였던 것도 우리의 잘못된 우주상식이다. 외계행성을 찾아내 수 있었던 이유, 더 나아가 외계인을 찾아내고자 하는 천체물리학자의 다양한 시선들이 지금 당장 무언가 성과를 얻지 못할 수 있지만, 누군가의 우연과 필연에 의해서 새로운 우주 진리를 발굴해 낼 때 우주과학은 한걸음 더 진일보할 수 있다.


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