과학에 더 가까이, 탐험

과학에 더 가까이, 탐험 - 오지에서 미지의 세계까지 위대한 발견 실화 80
제니 오스먼 지음, 김지원 옮김 / 이케이북 / 2020년 12월

과학에 더 가까이, 탐험

이 책은?

이 책 『과학에 더 가까이, 탐험』는 <오지에서 미지의 세계까지 위대한 발견 실화 80>이라는 부제를 달고 있는데, 우리가 살고 있는 지구를 더 자세히 알기 위해 과학을 바탕으로 살펴보는 이야기를 담고 있다. 해서 일단 과학책, 특히 과학사로 분류할 수 있을 것이다.

원제는 <The Little Book of Big Explorations>이다.

저자는 제니 오스먼, [과학 강사이자 저널리스트, 작가다. BBC의 〈사이언스 포커스〉지에 글을 쓰고 있으며(그녀가 수년 동안 편집장으로 근무했던 곳이다), BBC 라디오 4의 〈지구의 대가〉와 TRT 월드의 〈과학기술 여행자〉에 출연하고 있다.]

이 책의 내용은?

먼저 이 책 표지의 그림을 잘 살펴보자.

인류가 어디를 탐험하고 있는지를 잘 보여주고 있다.

백곰을 배경으로 한 극지 탐험, 그리고 높은 산, 동서남북을 가리키는 나침반이 있고, 하늘에는 토성의 모습이 보이며, 우주인의 모습도 보인다.

또한 대양으로 떠나는 범선, 그리고 공룡의 모습도 보인다.

맨 아래에는 해저를 탐험하는 잠수복 차림의 모습도 보인다.

이 모든 곳이 인류가 과학을 토대로 하여 탐험하고 있는 곳이다.

해서 이 책에는 다음과 같은 내용이 들어있다.

Part 1. 미지의 땅으로의 모험

Part 2. 지도 없는 바다

Part 3. 바다의 깊이

Part 4. 우주 탐사 임무

Part 5. 미래의 모험

새롭게 알게 되는 것들

우선 말하고 싶은 것은, 이 책에서 몇 가지를 제외하고는 모두 처음 듣는 것들이다.

해서 새로운 지식을 맘껏 맛볼 수 있었다.

이런 것 모르고 있었다. 우주선이 우주를 비행할 때 에너지는 어떻게 충전하는지? 설마 휘발유나 경유를 가득 채워가지는 않을 것이고, 원자력을 이용하나?

그런 나의 초보지식에 이런 용어가 탑재된다.

‘중력 도움 (gravity assist)’이란 용어, 미국의 나사 직원인 마이클 미노비치는 행성의 중력과 궤도 운동을 이용해 우주선을 추진시키는 중력도움이라는 획기적인 이론을 세우는 데에 성공했고, 플랜드로는 이 연구를 바탕으로 외행성 탐사 임무를 제안할 수 있었다 증력도움을 이용하면 목성과 토성에 도달하는 시간을 반으로 줄일 수 있고, 천왕성과 해왕성까지 가는 여정은 3분의 1로 줄일 수 있다. (299쪽)

아리스토텔레스의 둥근 지구

아리스토텔레스가 다양한 방면에 대하여, 박학을 뽑낸 줄은 알고 있었지만 그가 지구와 우주에 대하여도 일가견이 있다는 것을 처음 알게 된다.

플라톤의 제자 중 한 명이었던 아리스토텔레스가 둥근 지구에 대한 과학적 근거를 처음 제안한 사람이었다. 밤하늘을 보면서 그는 여행자들이 남쪽으로 내려가면 밤하늘에 뜨는 별자리가 여행자의 위치에 따라 달라진다는 사실을 알아냈다. 북반구에 있는 별자리는 남반구에 있는 것과는 달랐다. 지구가 평평하다면 온 세상에서 동시에 똑같은 별을 보아야 했다. 아리스토텔레스는 또한 월식 때 달에 비치는 지구 그림자가 원형이라는 것을 확인했다. 이것은 우리가 사는 행성에 대한 지식에 있어서 혁명이었다. 하지만 수백 년이 더 지나서야 누군가가 실제로 지구를 한 바퀴 돌아보았다. (139쪽)

아리스토텔레스 시대에 이 정도 근거를 가지고 지구가 둥글다는 것을 말했으면 믿을만도 한데, 그 후에도 지구가 평평하다는 이론을 주장하는 사람들이 있으니, 참 이해가 되지 않는다.

우주를 탐험하다,

인류는 단지 지구만 탐험하는 것이 아니다, 그 눈을 하늘로 돌려 탐험하기 시작한 것은 이미 그 역사가 깊다. 이 책에서는 그런 우주 탐험에 대해, 자세한 정보를 제공하고 있다.

이 중 관련되는 항목 중 <공룡이 죽던 날>이 있는데, 공룡의 죽음과 우주와는 어떤 관련이 있을까?

여러 과학자가 공룡이 어떻게 멸종했는지 실마리를 찾아 수년 동안 추적해 왔다.

여러 가지 가설이 등장했는데, 그중에서도 인정받은 가설은 1980년에 앨버레즈 부자가 내세운 가설이다.

그 내용은, 운석우가 대기권을 통과해서 지구에 추락, 즉 충돌했다는 것이다. 그 때 공룡들이 멸종했을 것이라는 설명이다. (246쪽)

운석이 지구와 충돌하면 충돌구 안에는 모든 것이 즉시 증발하고, 두꺼운 먼지가 대기 속으로 날아오른다. 이후 몇 주 동안 먼지가 행성을 뒤덮고 태양을 가린다. 끝없는 밤이 지속되는데 햇빛이 없어서 기온이 떨어지고, 식물은 시들고, 공룡이 하나 둘 쓰러진다. (245쪽)

그렇게 우주와 공룡의 멸종은 관련이 있다.

이 책에서 우주탐사와 관련된 항목, 적어둔다.

우주선의 발견 / 공룡이 죽던 날/

스푸트니크 1호/ 우주에 나간 최초의 인간/ 최초의 우주유영/

달에 선 인간/ 보이저 2호 / 우주왕복선 / 허블 우주망원경 /

새로운 고향 찾기/ 혜성에 착륙하다/ 뉴허라이즌스호/ 돈호 탐사 임무/

심우주 지도화하기 / 화성 탐사 / 우주에서의 1년 / 소행성 표본 탐사 임무/

주노: 목성 탐사 임무/ 고리 행성 탐사/ 태양 탐사 임무/ 제다이 탐사 임무/

소행성 충돌 프로젝트 / 유로파 탐사/ 하늘의 눈/ 화성으로의 유인 탐사 임무/

수성 채굴 / 달 기지 / 지옥으로의 탐사 임무/ 새로운 황금광 시대

우주선(宇宙線)을 발견하다.

여기서 말하는 우주선은 우주선(宇宙船)이 아니라 우주선(宇宙線)이다.

우주선을 처음 발견한 사람은 오스트리아의 헤스(V. Hess, 1883-1964)이다. 그는 1912년에 열기구를 타고 5300미터 높이까지 올라가 실험을 했는데 올라갈수록 대기 중에 이온이 많아지는 것을 발견하였다. 5300미터에서 대기의 이온화 비율은 지상에 비해 네 배에 달했다. 이것은 이온화의 근원이 지구가 아니라 우주라는 것을 말해준다. 또한 일식이 일어났을 때의 실험을 통하여 태양에 의해 이온화가 일어나는 것도 아님을 밝혔다. 헤스는 우주선을 발견한 공로로 1936년에 노벨 물리학상을 수상하였다. (81쪽)

우주선을 발견한 것이 대단한 일이라는 것, 노벨상 감이라는 것이다.

목성에 관한 정보

이 책으로 그간 관심을 갖고 살펴보던 목성에 대하여 많은 정보를 수집할 수 있었다.

그 중의 몇 가지 옮겨본다.

목성은 매혹적인 세계다. 거대한 기체 덩어리는 우리 태양계에서 가장 큰 행성이고 다른 행성들을 다 합친 것보다 두 배 더 크다. 대기는 대부분 수소와 헬륨으로 이루어져 있고 폭풍으로 뒤덮여 있으며, 가장 큰 폭풍은 대적점(Great red spot)이라고 하는 지구 두 배 크기의 어마어마한 사이클론이다. (365쪽)

목성을 연구하기 위하여 목성 탐사선 주노가 목성으로 2011년 8월 5일에 출발한다.

목성에 2016년 7월 4일 목성에 도착하여, 목성을 타원형으로 돌면서 그 핵과 대기, 오로라 현상, 자기장과 중력장에 관한 실마리를 찾기 위해 구름 위와 지표면 아래를 탐사하고 있다. (367쪽)

보이저 1호는 목성의 달 이오가 화산성임을 밝혔고, 2호는 목성의 달 유로파의 더 상세한 이미지를 찍을 수 있었고, 보이저 1호가 보았던 줄무늬가 틈으로 변한 것을 목격했다. 이 것은 후에 그 얼어붙은 지각 아래로 지하 바다가 있다는 증거로 해석되었다. (301쪽)

목성에는 많은 위성이 있는데 그 중 유명한 것은 이오, 유로파 등이 있다.

<유로파 탐사>

유로파는 이미 발견된 목성의 79개의 달 중 하나일 뿐이지만, 상당히 흥미로운 곳이다. 타원형 궤도로 공전하기 때문에 목성과 가장 가까운 지점에서는 중력의 힘을 더 많이 받아서 달을 잡아 늘이는 조수가 발생하고 표면에 커다란 틈새를 만든다. (405쪽)

생명체의 징후를 찾아 달을 조사하는 새로운 임무가 곧 시작될 예정이다. 앞으로 수년 후에 발사될 나사의 유로파 클리퍼 탐사선은 45번 근접 통과를 하고 달 표면에서 거의 25킬로미터 이내까지 다이빙을 할 것이다.(406쪽)

역시 <유로파 탐사>에 등장하는 문장이다. 위 문장에서 ‘달’이라 함은 지구의 달이 아니라, 목성의 위성 유로파를 말한다.

다시, 이 책은?

이 책은 단지 과거나 현재의 사건만 다루는 게 아니라, <Part 5. 미래의 모험>에서는 미래에 어떤 것들을 탐험할 계획인지도 살펴보고 있다. 예컨대, 소행성 충돌 프로젝트, 유로파 탐사, 화성으로의 유인 탐사 임무 등은 흥미진진한 내용으로 가득차 있다.

특히나 <소행성 충돌 프로젝트> 같은 것은, 내가 얼마나 코앞만 바라보고 사는 사람인지를 절실히 깨닫게 해준 항목이다.

살아가려면 눈앞에 있는 것뿐만 아니라, 땅 속에 있는 것도 알아야 하고, 저 하늘 너머에 있는 것도 알아야 한다는 것을, 이 책을 읽고 새삼 다시 깨닫게 된다.

대한민국 땅에 살면서 하루하루 바쁘게 살기는 하는데, 지구상에서, 지구 속에서, 바다 밑에서, 그리고 미래의 어느 시점에 다가올 소행성에 대비하며 밤을 새며 연구하는 사람들이 있다니, 세상은 참. 넓고도 넓다. 그런 세상에서 우물안 개구리로 살고 있다는 것, 깨닫게 되니, 몸에 전율을 느껴진다.