우주이야기

천재교수의 과학캠프 우주 Zone
QA 과학연구소 엮음, 김동광 옮김, 채연석 감수 / 을파소 / 2006년 6월

  이 책은 우주과학에 대한 이야기를 적은 책이다. 이 내용에서는 우주의 천체이야기, 우주의 증폭 이야기, 우주가 터지지 않는 이야기 등을 적은 책이다. 이 중에서 우주가 터지지 않는 이유를 적어보았다.  

  검은구멍이라고도 한다. 블랙홀은 A.아인슈타인의 일반상대성이론에 근거를 둔 것으로, 물질이 극단적인 수축을 일으키면 그 안의 중력은 무한대가 되어 그 속에서는 빛·에너지·물질·입자의 어느 것도 탈출하지 못한다.

   일반적으로 태양과 비슷한 질량을 가진 별은 진화의 마지막 단계에 이르면 백색왜성이라는 작고 밝은 흰색 천체가 되어 그 일생을 마친다. 그러나 태양 질량의 수배가 넘는 별들은 폭발을 일으키며 초신성이 된다. 이때 바깥층의 물질은 우주공간으로 날아가고, 중심부의 물질은 반대로 내부를 향해 짜부라져 중성자별이 된다. 이러한 중성자별은 그것에서 나오는 규칙적으로 맥동(脈動)하는 전파인 펄서가 발견되어 그 존재가 확인되었다.

   하지만 태양보다 10배 이상 무거운 별들은 폭발 때문에 중심부의 물질이 급격히 짜부라진 후에도 그 중력을 이기지 못하여 더욱 수축하게 된다. 이러한 수축은 천체의 크기가 슈바르츠실트의 반지름에 이르러서야 정지한다. 천체가 이 임계반지름에 이르면 물질의 모든 사상은 한 점에 모이는, 즉 부피는 0이 되고 밀도는 무한대인 특이현상이 일어나고, 모든 힘을 중력이 지배하게 된다. 이러한 천체는 1789년 프랑스의 P.S.라플라스가 처음 생각한 것으로, 그 속을 빠져나오는 데 필요한 탈출속도는 빛의 속도보다 크기 때문에 결국 빛조차 빠져나오지 못한다.

   이러한 천체는 직접 관측할 수 없는 암흑의 공간이라는 뜻에서 블랙홀이라 부르게 되었다. 일반상대성이론에 따르면 블랙홀은 아주 강력한 중력장을 가지고 있기 때문에 빛을 포함하여 근처에 있는 모든 물질을 흡수해 버린다. 그래서 블랙홀의 내부는 외부와 전혀 연결되지 않은 하나의 독립된 세계를 이룬다. 만일 지구만한 천체가 블랙홀이 된다면 그 반지름은 0.9cm에 이를 것이고, 태양은 그 반지름이 2.5km보다 작아진다. 실제로 블랙홀이 될 수 있는, 질량이 태양의 10배 이상인 별은 그 반지름이 수십km밖에 안 되고, 반대로 중력은 지구의 100억 배 이상이 된다.

중국2

   이 책은 중국에 있는 이야기들을 적은 책이다. 저는 이 책을 읽고 중국에 대한 이야기를 간략하게 정리하여 썼다.  

   중국은 넓은 땅덩어리를 가진 나라이다. 세계에서 가장 높은 히말라야 산맥의 산들과 가파른 암벽, 고원, 황해 및 중국해를 포함하고 있다. 중국은 두 개의 지역으로 나뉘어진다. 중국의 서쪽은 산이 많고 험해서 사람이 거의 살지 않다, 중국의 동쪽에는 언덕들이 구불구불 펼쳐져 있고, 넓은 충적 평야가 있다. 평야는 강을 끼고 있어서 아주 기름지고 농사 짓기에 알맞다, 이곳에 대부분의 중국사람들이 살고 지하 자원도 많이 묻혀있다. 

 베이징에서 북쪽으로 70킬로미터를 가면 '만리장성'을 볼 수있다. 5천 킬로미터나 되는 긴 성벽이다, 진시황은 기원전 21년 중국을 통일하자 적의 침입을 막기 위해 성벽을 쌓기 시작하였다. 성벽 쌓기는 명나라 시대까지 계속되어 지금과 같은 긴 성벽이 된 것이다. 전 세계의 수많은 사람들이 이 만히장성을 보기 위해 이곳을 찾았온다. 그러고는 눈앞에 펼쳐진 만리장성을 보고 모두 깜짝 놀란다. 마치 옛날로 거슬러 올라간 듯한 착각에 빠지기 때문이다. 당시 황제의 명령으로 이 성벽을 쌓을 때 수많은 사람은 사람들과 병사들, 죄수들이 일을 했다고 한다. 중국 사람들이 자랑스럽게 만 리 라고 부르는 이유는 1리가 약 393미터니까 5천 킬로미터면 만 리가 넘는다. 성벽을 쌓은 인간의 힘이 위대함을 보여주고 있다. 

 중국 양쯔강 하구에 있는 상하이는수많은 사람들이 모여 살고 있는 중국 최대의 도시이다. 또 경제. 무역. 문화의 중심 도시이기도 하다. 이 오해된 도시의 복잡한 골목길에서는 자동차 보다는 자전거를 타고 움직이는 것이 더욱더 편하다. 이곳 상하이는 중국의 다른 도시들 보다 더욱더 발전되어져 있다.

옛날옛적 육식동물

   이 책은 우리가 살았던 시대의 전에 있었던 자연에 대한 진화론을 자세히 적은 책 입니다. 전 이 책을 읽고 간략하게 정리하여 썼다.  

  통계수란 생명이 진화해 온 과정을 나타낸 그림이다. 현재 지구에는 다양한 생물이 있는데, 이들 생물은 40억년 전에 탄생한 한 조상으로부터 갈라져 나왔다고 추측을 한다. 즉 그 조상을 나무줄기에 비유하고, 나뭇가지가 차츰 갈라지듯 생물의 다양한 계통을 나타낸 것이 계통수이다. 나무줄기에 가까운 생물일수록 오해 전에 갈라져 나왔다는 뜻이며, 현재 살아있는 생물은 가지 맨 끝에 있다. 이웃한 가지의 생물일수록 서로 닮고, 먼 가지의 생물일수록 서로 다르다. 사람에 가장 가까운 동물은 보노보와 침팬치로, 사람을 포함하여 이 3개의 종은 같은 조상에서 갈라져 나와 진화했다는 것을 뜻한다. 흔히 '사람은 원숭이에서 진화했다.' 라고 하므로, 현재의 원숭이도 시간이 지나면 인간으로 진화할 수 있다고 밝히고 있다. 하지만 계통수를 보면 틀리다는 것을 알 수 있다. 계통수의 가지는 앞으로 늘어날 것이다. 사람에게서 다른 생물이 갈라져 나오는 것은 먼 미래의 이야기가 될 수도 있고 몇년 후의 일일수도 있다. 

  아프리카에서 초기 인류의 화석이 발견되 것은 1924년, 그 무대는 남아프리카였다. 해부학자 레이먼드 다트가 어린 아이의 두개골을 발견한 것이다. 그는 오스트랄로피테쿠스 아프리카누스 라고 이름을 지었다. 그후 이번에는 아프리카 동부에서 고인류학자 루이스 리키와 아내 메리가 큰 성과를 거두웠다. 30년 가까운  조사 끝에 틴자니아의 올두바이 협곡에서 많은 화석과 석기를 발견하였다. 먼저는 메리가 두개골의 화석을 발견하여 스 화석을 가지고 있었을 생물의 이름을 진잔트로푸스 보이세라 지었지만 현재는 파란트로푸스 보이세라고 더 많이 불리우고 있다. 그후 루이스가 원시적인 석기와 함께 현대인과 더욱 가까운 화석을 찾아 이것을 호모 하빌리스라 이름을 지었다. 

  이 내용을 보면서 우리가 살기 전에도 살았던 인류가 있었는데 그들은 종류가 다 각각 다르고 분포하던 곳도 달라 꼭 사람이 아닌 동물처럼 생각이 들었다.

공룡가족 익룡.어룡

   이 책은 우리지구의 과거를 생생하게 전달하는 내용이 들어있어 일반 책들보다 더 재미있고 요약본도 있어서 쉽게 내용을 파악할 수 있습니다. 

  예전의 생물 중에는 딱딱한 어떤 막으로 자신을 보호하는 것들이 있는데 그 중 투구게라는 것이 있다. 몸길이는 50~60cm정도로 프라이펜을 뒤집어 놓은 모양이다. 얕은 바다 밑바닥에 살며 여름이면 산란을 위해 갯벌이나 모래밭으로 올라온다고 한다. 일본 오카야마 현의 가사오카 시에 있는 투구게 번식지는 일본 천연 기념물로도 지정되어져 있다. 그런데 투구게가 게라고 해서 진짜 게는 아니다. 하지만 게와 투구게 모두 절지동물이라는 범위에 포함되기 때문에 친척이라는 것은 확실하다고 한다. 절지동물은 몸 표면이 단단한 껍데기로 싸여 있으며, 몸이 여러 마디로 나뉜 동물들을 말한다. 

  이 내용을 보면서 지금에는 정말 많은양의 다양한 생물들이 예전 우리지구에 살았던 원시 동물들의 진화를 거치고 거쳐서 생기게 된 걸작이라는 생각이 든다. 

  전에 있었던 물고기는 턱이 없이 그냥 흡입만으로 바다에 떠다니는 미생물이나 해초 들을 먹었다. 이러한 물고기를 무악 어류라 불린다. 이러한 무악 어류는 영양분을 많이 섭취할 수 없었다. 그래서 몸집을 키울 수 없었던 무악 어류는 대부분 30CM를 넘지 못하는 작을 물고기 들이였다. 그 후 약1억년 후 최초로 턱이 있는 물고기가 태어났다. 아가미를 받쳐 주는 뼈중에 입 가까이 있는 것이 변하여 턱뼈가 된 것이다. 이때 이 물고기에는 이빨같은 것도 있었지만 사실상 그 이빨은 진짜가 아니라 턱이 돌출되어서 그렇게 이빨처럼 보이게 된 것이다. 

  이 내용을 보면서 물고기도 예전에는 턱뼈가 없었고 또한 그 턱뼈가 있는 물고기가 태어나기 때까지 무려 1억년 이라는 시간이 지난다는 것을 보며 대자연이 아릅답게 바뀌어진것은 그만큼 기다림이 있었기에 성공 될 수 있다고 생각이 든다

남극 대륙

   이 책은 남극에 있는 남극기지, 동물 등을 소개하고 정리한 책이다. 저는 이 책의 내용을 간략히 정리하여서 썼다. 

 남극을 뒤덥고 있는 얼음덩어리는 아주 많은 양이다. 이 남극에서의 빙산이 생기는 이유는 지진과 화산폭팔로 인해 남극의 일부분이 산산조각이 나서 생기는 것이다. 이 빙산은 계속해서 북쪽으로 올라간다. 그 후에 바다의 온도가 높아지면 얼음이 녹아 담수가 된다.남극 대륙은 하나의 나라가 아니라 1959년, 미국의 워싱턴에거 세계 여러 나라 사람들이 모여 남극 조약을 체결했다. 남극 대륙을 평화적인 과학 조사를 위한 기지로 이영하기로 뜻을 모았다. 우리나라의 기지로는 세종 기지가 있다. 

 남극 대륙의 땅 속에는 어마어마한 석탄층이 매장되어져 있다. 이것은 남극이 과거에는 숲으로 되덮여 있었으며, 바닷속에는 석유가 매장되어져 있다. 하지만 이 석탄과 석유는 잘 캐내기가 어렵다. 그 이유는 남극 대륙을 뒤덥고 있는 눈의 두께는 약 40미터여서 파내기가 어렵고, 또한 이 남극 대륙을 파해치면 이 남극 대륙에서 일하는 사람들에게 해가되고 몇몇 없는 동식물들이 스트레스로 죽을수도 있기 때문이다.  

 남극은 세 개의 바다에 둘러싸여 있다. 남극은 인도양, 대서양, 태평양에 둘러싸여 있고 내륙의 거대한 암석 고원 지대는 높은 산들로 둘러싸여 있고 최고봉은 엘즈워스 산맥에 있다고 한다. 또한 남극에는 얼음을 깨는 쇄빙건이라는 것이 있다. 이 쇄빙선은 얼음을 부수어서 다른 배가 다닐 수 있는 길목을 만들어 주는 역활을 한다.  

 남극에는 황제펭귄이 서식하고 있다. 황제펭귄은 하나의 알을 낮는다. 황제펭귄은 때로 무리를 지어서 다니고 있고, 대채로 수영을 하면서 물고기를 잡아먹는다고 하였다. 이러한 펭귄들이 많이 사는데 얼음덩어리는 점점 사라져 가고 있다, 기온이 올라가는 여름이 되면 얼음덩이들은 갈라지거나 부서지게 된다. 그러면 이상한 형태의 빙산이 되었다가 결국은 바닷물에 녹게된다. 이 문제는 지구온난화가 심해지고 있다는 것을 알 수 있다. 

 저는 이 책을 보면서 평소에 관심을 같지 않았던 남극에 대해 새로운 것들을 알게 되었고또한 얼음이 대량으로 녹는것을 보아서는 지구온난화가 얼마나 심각한지에 대하여 새삼느끼게 되었다. 앞으로는 남극에 관심을 많이 두고, 대기전략을 아끼고 절약할것이다.