[우리는 모두 별에서 왔다] 쉽게 풀어쓴 우주의 기원과 진화

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

인류 역사상 가장 오래된 학문은 무엇일까. 정답은 '천문학'이다. 예부터 사람들은 낮과 밤의 하늘을 올려다보며 기상 현상을 관측했다. 해와 달, 별의 움직임이나 구름의 크기, 방향 등을 통해 농사의 풍흉을 짐작하거나 천재지변을 예측하기도 했다. 오늘날의 천문학은 물리학, 화학, 지질학, 생물학 등 다양한 학문과 융합해 지구를 포함한 우주 전체의 기원과 진화 등을 연구하고 있다.

서가명강 시리즈 제9탄 <우리는 모두 별에서 왔다>는 서울대학교 물리천문학부 교수 윤성철이 쓴 책이다. 이 책은 서울대학교 교양과목인 <인간과 우주> 수업의 내용을 4회로 압축해 진행한 강연을 엮은 결과물이다. 코페르니쿠스 혁명, 빅뱅, 별, 외계 생명과 인공지능 등 천문학에 문외한인 사람도 한 번쯤 들어봤음직한 키워드를 중심으로 설명이 이루어진다. 천문학을 전혀 모르는 일반 독자들도 읽을 수 있게끔 비교적 쉬운 내용으로 구성된 점이 돋보인다.

코페르니쿠스 하면 천동설이 지배적이던 시대에 처음으로 지동설을 주장한 사람으로 널리 알려져 있다. 물론 코페르니쿠스가 지동설을 주장한 건 사실이지만, 이는 신을 우주의 중심에 두는 전통적인 사고방식을 뒤엎는 혁명적인 사고에서 기반한 주장이 아니라 오히려 전통적인 사고방식을 따르는 주장이었다. 코페르니쿠스가 보기에는 지구를 중심으로 태양이 도는 것보다 태양을 중심으로 지구가 도는 것이 신 중심 우주관에 더 부합하다고 보았다. 게다가 코페르니쿠스를 포함한 이 시대의 학자들은 우주에서 일어나는 운동이 전부 정확한 원을 그리는 운동이라고 보았기 때문에(신은 흠잡을 데 없이 '완벽한' 이데아를 만드신 분이기 때문에) 지구가 원이 아니라 타원으로 돈다는 주장도 받아들이지 않았다.

빅뱅을 이해하려면 '올베르스의 역설'을 알아야 한다. 뉴턴이 주장한 만유인력에 따르면, 중력은 질량만 있으면 무조건 잡아당긴다. 그러므로 우주가 유한한 공간이라면 서로 잡아당기는 힘밖에 없는 중력에 의해 붕괴될 수밖에 없다. 반대로 우주가 무한한 공간이라면 무한한 수의 별들의 중력이 서로를 상쇄해 붕괴를 막을 수 있다. 그런데 우주에 무한한 수의 별이 있다면 우리가 하늘을 바라볼 때 적어도 한 개 이상의 별이 반드시 보여야 한다. 정확히는, 밤이 되어도 어두운 공간이 보이지 않아야 한다. 이러한 역설을 해결하는 과정에서 우주가 팽창한다는 주장이 제기되었고 빅뱅이라는 개념이 탄생했다.

여성이라는 이유 때문에 업적에 비해 덜 주목받은 과학자 '세실리아 페인'의 이야기도 나온다. 페인은 태양에 가장 많은 비중을 차지하는 원소가 철과 같은 중원소가 아니라 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소임을 최초로 밝혔다. 태양은 태양계의 전체 질량의 99.8퍼센트를 차지하므로, 태양의 구성 성분이 태양계의 구성 성분이라고 봐도 틀리지 않았다. 페인의 업적은 노벨상을 받을 만하지만, 페인은 노벨상은커녕 학계에서 제대로 된 인정도 받지 못했다. 박사 학위를 받은 지 30년이 지난 1956년에 이르러서야 여성 최초로 하버드대학의 정교수가 되었다. 꼭 기억해야 할 이름이다.