우리는 모두 별에서 왔다-천문학 과학책

우리는 모두 별에서 왔다 - 138억 년 전 빅뱅에서 시작된 별과 인간의 경이로운 여정 ㅣ 서가명강 시리즈 9
윤성철 지음 / 21세기북스 / 2020년 1월

서가명강(서울대 가지 않아도 들을 수 있는 명강의) 9번째 책으로 읽게 되었다. 천문학, 과학책이니만큼 쉬운 것은 아니다. 책을 읽으면서 JTBC <차이나는 클라스> 를 시청을 했다. 강의를 들으니 책을 이해하는데 많은 도움이 되었다.

우리말에서는 금성, 화성, 목성, 시리우스, 북극성, 별똥, 초신성 모두 별이다(p11)

고대로부터 중세까지 이어졌던 천동설에 따르면 지구는 우주의 중심이고 태양과 하늘의 별은 지구 주위를 하루에 한 번씩 공전하고 있었다. 당시 사람들이 지동설보다 천동설을 선호했던 합리적인 이유가 있었다. 시차였다. 지구가 태양 주위를 공전한다면 우리의 시선 방향도 그에 따라 변하기 때문에 가까운 별은 그 뒤 더 멀리 있는 별을 기준으로 위치가 계절에 따라 달라 보일 것이다. 이것을 시차라 부른다.

우주를 관찰하다 보면 별 외에도 안드로메다와 같이 구름처럼 뿌옇게 보이는 천체들을 상당수 발견하게 된다. 당시 사람들은 이 천체의 정체를 제대로 알지 못했기에 뿌옇게 보이는 천체들을 모두 성운이라 불렀다.- 에덴에서 추방된 인간 (p65)

우주와 인간이 불가분의 관계에 있는데 특히 어떤 면에서 그러하냐면 ‘인간을 구성하는 모든 물질은 우주에서 왔다’ 탄소, 인간을 구성하는 유기 분자 중에 가장 중요한 원소인 탄소라던가 아니면 질소, 황, 인, 철이라던가 이 모든 것들이 어디서 합성이 되었냐면 다 우주 공간에서 합성이 되었는데 그중에서도 별 속에서 합성이 디었고, 별이 초신성 폭발이라던가, 죽어가는 과정에서 우주 공간에 이러한 새롭게 합성된 원소들을 우주 공간에 흩뿌리고 그러면서 우주 공간에서 만들어진 행성 그 위에서 인간이 탄생을 했는데 결국은 인간을 구성하는 모든 물질의 근원, 별에서 모두 유래했다. 인간이라는 존재는 별의 먼지로 구성이 된 존재다.

우주가 과거 매우 조밀하고 뜨거운 한 점에서 시작해 계속 팽창해왔다고 말하는 빅뱅우주론과 허블의 관측을 잘 부합해 보였다. 빅뱅우주론은 우주에 관해 제기된 굵직한 문제들을 해결했다. 먼저 밤하늘은 왜 어두운가에 대한 질문에 답이 가능해진다. 빅뱅이 존재했다면 우주는 더 이상 영원하지 않으며 별의 개수 또한 무한하지 않다. 별은 과거의 어느 순간부터 생겨나기 시작했으며 그 개수도 유한하기에 밤하늘이 어둡다는 사실이 자연스럽게 설명된다.

별이 형성되기 한참 전 성간운의 크기는 강착원반의 크기와는 비교도 되지 않을 정도로 컸고 회전속도도 느렸다. 물질이 중력으로 수축하면서 회전속도도 그에 따라 가속화된다. 결국 한가운데 별이 형성된 후 주변 물질들은 빠른 회전속도 탓에 별 위로 바로 떨어지지 못하고 원반을 형성하며 별 주변을 공전하게 된다.(p215)

태양계가 형성된 이후 생명이 등장하기까지 적어도 약 10억 년의 시간이 필요했다. 인간이 등장하기까지는 그 이후로도 약 30억 년의 시간을 더 기다려야 했다. 다행히 태양은 앞으로도 약 50억 년 동안 지금처럼 수소 핵융합반응을 통해 안정적으로 밝게 빛나며 생명에 필요한 에너지를 공급해줄 것이다.

인간과 문어의 눈을 비교해보면 세부적인 차이는 있지만, 오목한 망막, 렌즈, 렌즈를 보호하는 눈꺼풀 등의 기본적 구조가 같다. 인간과 문어의 공통 조상이 유사한 눈을 갖고 있었기 때문일까요? 그렇지 않다! 둘의 공통 조상은 이렇게 복잡한 눈을 갖고 있지 못했던 단순한 벌레 같은 생물이었다. 진화는 서로 독립적으로 이루어졌고, 인간과 문어의 눈은 독립적으로 형성되었다.

만일 인간처럼 과학기술 문명을 성취한 외계인이 있다면 과연 그들은 어떤 모습을 하고 있을까? 외계인들은 ‘적당한 크기의 몸’을 가졌을 것이다. 쥐처럼 작으면 정보처리에 충분할 만큼 큰 뇌를 담을수 없고, 지나치게 커도 중력 때문에 충격에 따른 부상에 취약해진다.

인간의 존재가 별의 먼지였다는 것도 신기하고 외계인도 상상하게 되는 이 책을 읽고 천문학이 아름답게 느껴졌다. 칼 세이건[코스모스]도 읽어보고 싶다는 생각이 든다. 

<본 도서는 21세기북스의 도서 지원을 받아 작성되었습니다>