우주의 역사 최대한 쉽게 설명해 드립니다
이 책은?
이 책 『우주의 역사』는 이화북스 출판사에서 발행하는 <최대한 쉽게 설명해 드립니다>시리즈중 한 권으로, 빅 히스토리를 다루고 있다.
저자는 박재용, <과학 저술가이자 커뮤니케이터. 대학을 들어갈 땐 물리를 전공하고자 했으나 중간에 그만둔 후, 여러 다른 길을 걷다가 다시 과학과 만났다. 현재 과학, 과학의 역사, 과학과 사회에 대한 글을 쓰며 강연도 하고 있다.>
저자의 저서 많이 있는데, 그중에서 『냉장고를 여니 양자역학이 보인다』를 읽은 적이 있다.
이 책의 내용은?
이 책, 빅 히스토리에 관한 책이다.
‘빅 히스토리’란, 우주의 시작으로부터 현재 인간의 삶에 이르기까지 거대한 역사를 통틀어 말하는 것이다. (5쪽)
그래서 당연히 빅 히스토리는 다양한 학문 분야와 관련이 있다.
우주의 역사에 대하여 천문학, 물리학, 화학,
지구의 역사와 관련해서 지질학, 고지질학, 해양학, 기상학
생명의 역사와 관련해서 생물학 그 중에서도 고생물학, 화석학, 분자생물학, 진화학, 유전학
인류의 역사와 관련해서는 역사학, 경제학, 사회학 등이 요구된다. (6쪽)
이 책은 9개의 장으로 되어 있다.
1. 빅뱅 :
2. 80억 년 전, 별의 일생
3. 태양계의 역사
4. 45억 년 전, 지구의 탄생
5. 고생대, 탄생과 멸종
6. 중생대와 신생대
7. 문명 이전, 인류의 역사
8. 근대에서 현대로
9. 20세기와 21세기
읽으면서, 그간 모르고 있었던 것들이 너무 많다는 것을 깨달았다. 무지가 무지무지하게 많다는 것, 반성하며 읽었다. 정리할 게 많은데, 그중 몇 가지 간추려본다.
우주를 지배하는 근본적인 힘, 네 가지 (27쪽)
1) 중력, 만유인력
중력의 크기는 전자기력 크기의 10억분의 1도 안 된다. (51쪽)
2) 전자기력 : 전기력, 자기력
3) 약한 상호작용
약하다는 것은 다른 힘에 비해 약하다는 것이지. 중력의 천배 정도 힘이 세다.
4) 강한 상호작용
지구형 행성과 목성형 행성 :
행성을 구성하는 원소들이 무엇으로 이루어졌는지에 따라 목성 앞쪽과 뒤쪽, 즉 지구형 행성과 목성형 행성으로 나눈다.
앞쪽의 행성들은 대부분 산소, 규소, 철 등 암석으로 되어있고, 뒤쪽은 수소와 헬륨이 주성분이다. (83쪽)
화성, 수성, 금성, 지구처럼 비교적 작은 내행성들은 암석으로 이루어진 데 반해 목성, 토성, 천왕성, 해왕성과 같은 거대 외행성들은 암석으로 된 작은 중심부를 가스가 대부분 둘러싸고 있다. (『빅 히스토리』, 이언 크로프턴, 18쪽)
태양풍
왜 지구형 행성과 목성형 위성은 그렇게 다른 형태를 지니고 있을까?
여기 그 해답이 있다.
온도가 올라가면서 뜨거워진 태양으로부터 수소 원자핵이나 헬륨의 원자핵 그리고 전자 등이 아주 빠른 속도로 빠져나가는 현상을 태양풍이라 한다.
이들은 태양계 전체로 퍼져 나가면서 미행성의 바깥 쪽, 즉 수소와 헬륨 등과 충돌하게 된다.
이 과정에서 미행성의 대기 대부분을 이루고 있던 수소와 헬륨은 바깥쪽으로 밀려난다.
물론 태양과 가까운 쪽의 이야기다. 태양으로부터 거리가 아주 먼 목성이나 토성 등 바깥쪽은 이런 태양풍의 영향이 크게 미치지 못했다. 그래서 태양과 가까운 수성, 금성, 지구, 화성을 만들 안쪽 미행성들은 수소와 헬륨을 거의 잃어버리고 딱딱한 본체만 남는 형국이 된다.
이런 이유로 지구형 행성, 즉 수성, 금성, 지구, 화성은 암석형 행성이 되었고, 바깥쪽의 목성형 행성, 즉 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 가스형 행성이 되었다. (80쪽)
어린 왕자의 행성 B 612의 모습은?
B 612 행성은 어린 왕자가 걸어서 한 바퀴를 도는 데 얼마 걸리지도 않을만큼 작은 행성이다. 원래는 이렇게 작으면 ‘마그마의 바다’가 만들어지지 않는다. 모양도 불규칙할 것이다. 최소한 달 크기의 3분의 1 정도는 되어야 동그란 모양을 만드는 ‘마그마의 바다’를 거쳐 모양이 이루어질 수 있다. (88쪽)
그러니까 어린 왕자가 살던 행성은 존재할 수 없는 별이라는 것, 그러나 동화는 어디까지나 동화로 읽어야 한다는 것, 잊지 말자.
해왕성의 발견 - 중력의 영향
천왕성을 발견하고 그 궤도를 보니 처음에 계산했던 궤도처럼 움직이는 게 아니라 궤도가 약간 일그러져 있었다. 그렇다면 천왕성 밖에 또 다른 행성이 있어 중력의 영향을 받는 것이 아닌가 생각하고 다시 하늘을 뒤지다가 발견한 것이 해왕성이다. (85쪽)
달은 날마다 달마다 멀어져 간다.
지금도 달은 매년 지구로부터 2-3 cm씩 멀어지고 있다. (102쪽)
먼 미래에는 달은 지구로부터 더 멀어지고 더 작게 보일 것이다. 그럼 이제 개기일식은 영원히 볼 수 없게 될 것이다. (103쪽)
오존은 어떻게 생겼나?
오존층 파괴가 이슈가 된지 오래다. 오존층은 어떻게 해서 만들어지며, 어떤 역할을 하는지, 그리고 어떻게 파괴가 되는 것인지, 여러 가지가 궁금했다. 이 책에서 답을 찾을 수 있었다.
오존은 산소 세 개로 이루어진 원자다. 대기 중에 산소가 늘어나자 자외선에 의해 일부 분해된다. 이렇게 분해된 산소 원자 하나가 주변의 산소 분자에 달라붙어 산소 원자 세 개의 오존을 만든다. 하지만 오존은 워낙 불안정한 물질이라 금방 분해된다. 그러니 산소 농도가 낮으면 오존이 만들어져도 금방 사라진다. 하지만 산소 농도가 높아지면 오존이 분해되는 속도와 자외선에 의해 생성되는 속도가 비슷해져서 안정적인 오존층이 만들어진다. 그리고 오존층이 생성되고 분해되는 과정에서 자외선을 흡수한다. 지금 우리는 오존층이 자외선을 90% 이상 흡수하기 때문에 지상에서 살 수 있지만 오존층이 없었던 옛날에는 육지에서 살 수가 없었다.
(139 -140쪽)
빙하기가 온다면 누가 먼저 멸종하는가?
먼저 제일 꼭대기 층에 있는 포식자가 절멸한다.
빨리 움직이는 동물이 절멸한다. 빠르게 움직이려면 에너지가 많이 소비되는데 산소 농도가 낮아지면 에너지를 많이 만들 수가 없기 때문이다.
다음 덩치가 큰 동물이 절멸한다. 산소 농도가 낮아지는데, 덩치가 큰 동물들은 그만큼 호흡하기가 어려워지기 때문이다.
편식을 하면 절멸한다. 대부분의 동물들이 다 죽고 살아있는 먹이가 별로 없는데, 편식을 하다가는 결국 살아남지 못한다. (157쪽)
이러한 기준에 비추어 보면, 인간은 설령 빙하기가 온다할지라도, 그렇게 빨리 멸절하지는 않을 것이다.
인간에게 주어진 무기들
첫째, 돌아간 엄지.
이것 때문에 인간은 다양한 물건을 손에 쥘 수 있다.
둘째, 입체시를 가지고 있다.
앞쪽으로 모인 눈은 넓게는 못 보지만 대신 사물을 얼마나 멀리 있는지 입체적으로 볼 수 있다.
셋째, 색채 감각을 지니고 있다.
원숭이를 제외한 대부분의 포유류는 청원추와 적원추만 가지고 있는데, 사람은 녹원주 적원추, 청원추, 이렇게 세 가지 원추 세포를 가지고 사물의 색깔을 구분한다. (190-191쪽)
이런 선물 같은 무기를 가지고 있기에, 인간보다 훨씬 더 강한 동물들 세계에서 살아남을 수 있었던 것이다.
특별히 돌아간 엄지, 이게 얼마나 큰일을 하는지, 당장 실험을 해 보면 알 것이다.
줄다리기 시합을 할 때, 줄을 엄지 없는 손가락으로 잡고 당길 수 있겠는가?
태국은 어떻게 제국주의 국가들의 식민지가 되지 않았을까?
여기에는 역사의 슬픈 이면이 있다.
당시 동남아시아 거의 모든 나라가 제국주의 국가들의 식민지가 되어 있었다. 태국도 그런 운명에 처했지만, 다행하게도 살아남았다. 그 이유가 아이러니하다.
태국의 경우 국경의 동쪽은 프랑스령이었고, 서쪽은 영국령이었는데 당연히 두 나라 모두 태국을 집어삼키고 싶어 했기 때문에 서로 상대에게 넘기느니 독립국으로 두는 게 낫겠다고 판단했던 것이다. (214쪽)
뉴턴의 중력의 법칙의 의미는?
뉴턴이 만유인력의 법칙을 발견한 것은 다만 사과가 땅을 향해 떨어지는 것을 의미한 것이 아니었다. 뉴턴의 만유인력의 법칙은 세계관을 바꾸게 되는 일대 사건이었다.
뉴턴은 태양이 우주의 중심이고 지구를 비롯한 여러 행성들이 태양 주위를 타원 궤도로 돌며 운동하는 원인이 바로 중력이라는 사실을 밝혀낸다. 그리고 지상에서 물체들이 지구로 떨어지는 이유 또한 중력 때문이라는 것을 밝힌다.
뉴턴의 중력의 법칙은 이렇게 천상계에서 일어나는 일과 천상계에서 일어나는 일이 모두 한 가지 원인임을 밝히는 중요한 사실이었다. (222쪽)
중력을 통해 뉴턴은 아리스토텔레스가 세계 전체를 천상계와 지상계로 나누었던 구분을 없앴다. (223쪽)
다시, 이 책은?
지금까지 인류의 역사를 이 땅에서만 살펴보았다면, 그건 절반의 역사에 불과하다는 것을
이 책을 읽으면서 새삼 느끼게 되었다.
인류의 역사는 이 땅에서부터가 아니라, 우리가 발을 딛고 있는 이 땅 지구로부터 또한 더 나아가서 우주로부터 시작해야 한다.
우주의 시작부터 현재에 이르기까지 역사를 살펴보는 작업, 그 내용들을 읽어보면서, 그런 설명들이 납득이 된다는 것이, 참 신기할 정도다.
그래서 이 책의 가치를 높게 평가할 수밖에 없다.
전체적인 흐름과 위에 몇 가지 발췌하여 적어둔 사항들을 통하여 내가 살아가고 있는 지구, 그리고 우주의 생성과 운행 등이 치밀하게 이루어지고 있음에 안도하게 된다. 우주는 하루 아침에 이루어지지 않았다. 그런 우주에 우리가, 내가 살고 있다.