[오늘의 한문장] 인류의 미래 : 화성 개척, 성간여행, 불멸, 지구를 넘어선 인간에 대하여

우주진화의 두가지 에너지원

아인슈타인의 일반상대성이론에 의하면 우주의 진화를 관장하는 에너지원은 두 가지가 있는데, 그중 하나가 별과 은하 근처에 중력장을 생성하는 ‘시공간의 곡률’이다. 우리가 땅을 딛고 두 발로 설 수 있는 것도 바로 이 곡률 덕분이며, 대부분의 천체물리학자들의 연구주제이기도 하다.
그러나 우주에는 또 하나의 에너지원이 존재한다. 우리가 직접 느낄 수는 없지만, ‘암흑에너지dark energy’라는 진공상태의 에너지가 우주의 운명을 좌우하고 있다(암흑물질과는 다른 개념이다. 혼동하지 말자!). 다시 말해서, 텅 빈 공간에 에너지가 저장되어 있다는 뜻이다.(662/750p)

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우주의 순환

우주의 키워드는 ‘순환cycle’이다. 행성과 별, 그리고 은하는 죽은 후에 다시 태어난다. 별이 최후를 맞이하여 장렬하게 폭발하면 우주로 흩어진 잔해에서 다음 세대 별이 탄생하고, 이 과정은 우주가 끝날 때까지 되풀이될 것이다. 우리의 태양은 세 번째 세대, 즉 ‘3세대 별’에 속한다.(659-660/750p)

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우주의 종말

우리 은하(은하수)에게는 또 다른 최후가 기다리고 있다. 앞으로 약 40억 년 후에 우리 은하는 가장 가까운 은하인 안드로메다은하Andromeda galaxy와 충돌할 예정인데, 안드로메다는 은하수보다 두 배쯤 크기 때문에 사실 충돌이라기보다 ‘적대적 인수합병’에 가깝다. (659/750p)

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"공간의 팽창속도가 점점 빨라지면서 오랜 세월이 흐르면 은하가 분해되고, 별이 조각나고, 원자까지 갈가리 찢어진다. 결국 우리의 우주는 특이점에서 무한대의 에너지를 이기지 못하고 폭발할 것이다."(656/750p)

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우주가 대책 없이 빠르게 팽창하다가 모든 만물이 갈가리 찢어지면서 최후를 맞이하는 ‘빅립Big Rip’이 바로 그것이다.
빅립 시나리오에서 멀리 떨어진 은하는 멀어지는 속도가 점점 빨라지다가 결국 광속을 초과하여 우리의 시야에서 영원히 사라진다(이것은 특수상대성이론에 위배되지 않는다. 움직이는 것은 은하가 아니라 공간 자체이기 때문이다. 모든 물체는 빛보다 빠르게 움직일 수 없지만, 텅 빈 공간은 임의의 속도로 팽창할 수 있다). 그러므로 우주가 빅립을 향해 다가가면 밤하늘은 완전히 캄캄해져서 아무것도 보이지 않을 것이고, 천문학자라는 직업도 사라질 것이다.(655/750p)