코스모스의 자녀들

우리는 가장 근본적 의미에서 코스모스의 자녀들이다. 태양만 보더라도 그렇다. 구름 한점 없이 맑은 날, 하늘을 향해 얼굴을 쳐들고 그 위에 내려 쪼이는 햇볕의 따사로움을 느껴 보라. 이글거리는 태양의 정면에서 보았을 때 당신의 눈이 겪어야 할 위험의 심가걱성을 한번 상상해 보라. 1억5000만 킬로미터 저 멀리 떨어져 있어 우리와 아무런 관계도 없는 듯 하지만, 우리는 태양의 위력을 매 순간 생생하게 체험하며 살아간다. p.392

생명의 기원과 진화는 별의 기원과 진화와 깊은 연관을 맺는다

생명의 기원과 진화는 별의 기원과 진화와 그 뿌리에서부터 서로 깊은 연관을 맺고 있다. 첫째, 우리를 구성하는 물질이 원자적 수준에서 볼때 아주 오래전에 은하 어딘가에 있던 적색 거성들에서 만들어진 것이기 때문이다. 우주에서 볼 수 있는 모든 원소들의 원자 번호에 따른 상대 함량 비율의 분포가 별에서 합성되는 원소들의 상대 함량 비율과 딱 들어맞기 때문에 그것들이 모두 적색 거성과 초신성이라는 특별한 용광로와 도가니에서 제조 됐음을 그 누구도 의심할 수 없다. 우리의 태양은 제2세대, 또는 제3세대의 별일지 모른다. 태양에 들어 있는 모든 물질, 아니 우리 주위에 있는 모든 물질은 두세 차례에 거친 항성 연금술의 결과물이다. 둘째, 지구에서 발견되는 무거운 원소들 가운데 어떤 동위 원소는 태양이 태어나기 직전에 근처에서 초신성의 폭발이 있었음을 강력하게 시사하기 때문이다. 어찌 이것을 우연의 결과라고만 치부할 수 있겠는가? 초신성에서 유래한 충격파가 성간 기체와 성간 티끌로 구성된 성간운을 통과하면서 그곳의 밀도를 증가시킴으로써 중력 수축이 유발됐을 것이다. 그 결과로 태어난 것이 우리 태양계이다. 셋째, 우리는 생명의 탄생에서 별의 흔적을 찾아 볼 수 있다. 새로 생긴 태양에서 쏟아져 나온 자외선 복사가 지구 대기층으로 들어와서 그곳에 있던 원자와 분자에서 전자를 떼어내면서 대기 중에는 천둥과 번개가 난무하게 됐고 이것이 복잡한 유기 화합물들의 화학 반응 에너지원으로 작용했다. 바로 이과정에서 생명이 태어났던 것이다. 넷째, 지구상에서 벌어지는 모든 생명 활동이 결국 태양 에너지에 의존하고 있다는 사실에 주목할 필요가 있다 식물은 태양의 빛을 받아서 빛 에너지를 화학 에너지로 변환시킨다. 따지고  보면 모든 동물은 식물에 기생하여 사는 존재이다. 농사가 무엇인가? 태양 광선을 조직적으로 추수하는 방법에 다름이 아니다. 마지못해 응하는 식물을 매개체로 하여 태양 광선의 에너지를 긁어모으는 체계적이고 효과적인 방법이 농업이다. 따라서 인류는 전적으로 태양의 힘에 기대어 살아가는 존재이다. 끝으로 유전의 관점에서도 그이유를 찾을 수 있다. 돌연변이라고 불리는 유전 형질의 변화가 진화를 추동한다. 자연은 돌연변이를 통해서 생명의 새로운 존재 양식을 찾아내는데 고에너지의 우주선 입자들이 돌연변이를 촉발하기도 한다. 우주선은 초신성에서 높은 에너지를 가지고 태어나 거의 광속으로 움직이는 하전 입자들을 뜻한다. 지구상에서 이루어지는 생명의 진화도 이렇게 그 근원을 따져 거슬러 올라가다 보면 광대한 우주 어딘가에서 벌어지는 질량이 큰 별들의 극적인 최후에서 시작된 것임을 알 수 있다.

태양의 저 깊숙한 내부의 온도는 1570만도

태양 표면에서 일어나는 격렬한 폭발 현상은 플레어를 동반한다. 플레어는 지구상에서 벌어지는 각종 전파 통신에 심각한 장애 요인으로 작용한다. 프로미넌스도 태양에서 볼 수 있는 거대한 폭발 현상이다. 홍염을 내놓을 수 있을 정도로 뜨거운 물질이 자기장의 안내를 받아 ㅈ무지개 모양을 이루면서 분출하는 현상이 프로미넌스다. 그래서 프로미넌스를 그냥 홍염이라고도 부른다. 태양의 광구를 배경으로 홍염이 차지하는 하늘의 넓이를 지구의 그것과 비교해 보면 우리가 살고 있는 지구가 얼마나 초라한 존재인지 실감할 수 있다. 흑점은 태양이 서쪽으로 질 때 육안으로도 식별할 수 있다. 흑점은 강한 자기장을 동반하며 온도가 주위보다 낮다. 또 태양은 엄청난 규모의 소용돌이와 격력한 난류 운동을 우리에게 끊임없이 보여 준다. 하지만 이 모든 활동은 주로 태양의 상층부 대기에서 일어나는 것이다. 우리가 가시광선을 통해서 볼 수 있는 이 지역의 온도는 절대 온도로 6,000도 정도이다. 우리에게 철저하게 숨겨진 태양의 저 깊숙한 내부의 온도는 1570만 도에 이른다. 이렇게 뜨거운 조건에서는 핵융합 반응이 일어나고 그 결과로 빛이 만들어진다. p.364

세계의 진보는 매우 느린 편이어서..

현재 우리가 살고 있는 세계의 진보는 매우 느린 편이어서, 인류는 아직 성간 여행의 첫발도 내딛지 못하고 있다. 앞으로 100년이나 200년 후에는 태양계 탐사가 어느 정도 마무리될 것이고, 또한 그때쯤이면 지구인들도 성간 여행을 시도할 만한 정신적, 물질적, 기술적 여유와 능력을 두루 갖추게 될 것이다. p.342

그대는 그대의 속도를 빛의 속도에 더하지 말지어다

만일 빠른 속도로 움직일 때 발생하는 이런 논리적 모순을 피해서 세계를 제대로 이해하고자 한다면, 반드시 지켜져야 하는 대자연의 규칙 또는 계율  몇 가지를 알아야 한다. 아인슈타인은 이 규칙들을 특수 상대성 이론으로 정리했다. 어떤 물체에서 반사되거나 방출된 빛은 그 물체가 움직이든 움직이지 않든 상관없이 동일한 속도로 진행한다. "그대는 그대의 속도를 빛의 속도에 더하지 말지어다."가 반드시 준수돼야 하는 규칙인 셈이다. 또한 어떠한 물체도 빛보다 빠르게 움직일 수 없다. 그러므로 또 하나의 규칙은 "그대의 빛의 속도로나 빛의 속도보다 빨리 움직여서는 아니 되느니라."가 된다. 이론적으로 우리는 빛의 속도에 원하는 만큼 가까이 접근할 수 있다. 예를 들어 빛의 속도의 99.9퍼센트로도 움직일 수 있다. 하지만 우리가 아무리 노력하더라도 빛의 속도의 100퍼센트로는 절대로 움직일 수가 없다. 이 세계가 논리적 모순 없이 존재하려면 반드시 보편적인 속도의 한계가 있어야 한다는 말이다. 그렇지 않으면 페달을 계속 밟음으로써 어떠한 속도에라도 도달할 수 있어야 할 것이다.p.327