밤하늘 4,000억 개의 태양
[10년 후 더 빛나는 책] 코스모스 (칼 세이건 지음)
하늘은 별들의 꽃밭
수 천년에 걸쳐서 많은 시인이 별에 대하여 노래를 해 오고 있다. 밤하늘을 바라보며, 누군가에게 빛이 되는 별마음이 되고 싶다고 한다. 겨울 밤늦은 시간 집으로 홀로 걷는 길에서 남쪽에서 빛나는 오리온 자리는 늘 친구같이 느껴졌다. 이처럼, 밤하늘의 별을 보거나 별을 노래한 시와 사진을 보면, 사람들은 부정적인 마음은 다 사라지고 마음은 평온해지고 환해진다. 왜 그럴까? 별은 저 높이 떠서 우리 모두에게 공평하게 빛을 나누어 준다. 하늘과 바다마저 누군가의 소유이지만, 별은 어느 누구의 것도 아니기 때문이다.
※ 우주 윤리 3항: 우주공간과 천체는 인류의 공유물로써 어떤 국가도 영유권, 소유권 기타 일체의 권리를 주장할 수 없다.
태양: 가장 가까운 별태양: 가장 가까운 별
4,000억 개의 별은 각자의 태양이다. 우주에 대하여 학교에서 배운 우리의 지식은 정말 얕다. ‘수금지화목토천해’ 정도가 생각날 뿐이다. 오히려 우주에 대한 과학적 지식은 근래에 들어와 새로 발견되는 것들이 많으므로, 뉴스나 SF 영화를 통해 얻는 게 더 많은 것이 사실이다.
1980년에 쓰여진 칼 세이건의 코스모스는, 과학에 대한 인류의 역사는 별을 탐구하는 것에서 시작했다고 규정한다. 고대 그리스에서부터 현대에 이르기까지, 천문학뿐만 아니라, 물리, 생물, 지구과학, 그리고 현대 과학 기술은 모두 별에 대한 탐구와 별에 다가가려고 하는 인간의 욕구와 의지에서 비롯되었고, 최초의 과학자인 탈레스에서 시작하여 케플러, 뉴튼, 아인슈타인에 이르기까지 과학의 역사를 설명하고 있다.
별은 탄생과 소멸과 같이 생명 주기가 있으며, 태양 크기의 별은 내부에서 수소가 헬륨으로 바뀌는 과정에서 핵융합이 발생하고 있다. 북극성은 북쪽을 가리킴(지구 자전축을 따라 450광년 거리에 위치)과 동시에 위도를 정확하게 알려주므로 오랜 기간 항해에 사용되었다. 지구의 중력 대비 10억 배나 큰 10억 g 중력을 갖는 강한 중력장을 동반하는 천체를 블랙홀이라고 한다. 직진하던 빛 마저 그 진행방향이 꺾이게 된다. 블랙홀을 관통하는 웜홀(WormHole)의 존재는 아직은 가설이다.
우주는 인간은 누구인가? 어디서 왔는가?에 대한 답의 여정
우주가 갖는 의미는 무엇일까? 과학자들은 우주 탐사와 연구를 통해, 생명의 기원을 찾고, 우주 어느 곳엔가 지적 생명체가 반드시 있을 것이라고 믿고 있다. 다만, 거리가 멀어서 통신으로도 지적 생명체를 만나기가 어려울 뿐이다.
우주에 관한 이야기는 그 숫자가 매우 크다. 300억 년 전 빅뱅을 통해 은하계가 형성이 되기 시작하고, 46억 년 전에 지구가 만들어져, 불과 7만 년 전부터 현인류인 호모 사피엔스가 활동하기 시작한다. 그런 인류가 이제는 태양계를 막 벗어나, 더 큰 우주를 향하고 있다.
밤하늘의 가장 가까운 별은 센타우루스 프록시마
우리가 속해 있는 태양계는 은하계의 변방에 위치한다. 지구에서 은하계의 중심까지는 3만 광년이 떨어져 있으니, 은하계는 얼마나 크단 말인가? 태양을 제외하고, 밤하늘에 떠 있는 가장 가까운 별은 센타우루스(Centaurus) 자리의 프록시마(Proxima) 별이다. 4.22광년 떨어져 있다.
1977년에 쏘아 올린 보이져 1호와 2호는 41년에 걸쳐 297억 km (0.003 광년)를 비행하여 태양계를 벗어났다. 핵에너지를 사용하는 보이져 2호는 수명이 40년으로 설계되어 언제든 멈출 수 있다. 이제 막 태양계를 벗어나, 프록시마를 향해서 가고 있는 데, 2만 5천 년 이상이 걸릴 것이다.
※ 광년: 빛이 일 년간 움직이는 거리 (9.46조 km)
태양계에서 가장 가까운 프록시마로 항행하고 있는 보이져 2호화성으로 간다.
지구는 인류에게 낙원이다. 금성은 너무 덥고, 화성은 너무 춥다. 인간은 금성이 아닌 화성을 탐사하고 있다. 금성은 태양에서 가까워, 이산화탄소로 둘러 쌓여 평균 400도 이상이다. 앤디 위어의 소설, 헤일메리 프로젝트에서 외계 미생물인 아스트로파지는 금성의 이산화탄소를 이용해 세포분열을 한다.
화성은 영하 10도 정도이지만, 인간이 정착 가능한 땅으로 예상된다. 미국, 러시아, 유럽연합, 중국이 화성에 착륙선을 보내었다. 지구 공정 주기는 365일, 화성 공전 주기는 686일이다. 780일 주기로 약 2년마다 최근접 거리가 5452만 km이다. 그래서 인류는 2년 주기로 화성 궤도 탐사선과 착륙선을 보내고 있다.
민간 우주 시대의 개막
구 소련의 스프트니크 1호(1957년 10월)는 우주 시대의 개막을 알렸고, 2021년은 민간 우주시대 원년이다. 고도 100km까지 올라갔다 오는데, 첫 비행을 위하여 2,000억을 지불하였다 한다. 국제항공연맹은 우주와 지구의 경계를 카르만 라인이라고 하여, 고도 100 km 이상부터 우주라고 한다.
블루 마블(Blue marble)이라고 불리는 지구를 우주에서 선명하게 보기 위해서는 한참 더 올라가야 한다. 푸른 지구를 선명하게 양쪽 눈으로 보기 위해서는, 인간의 시야각 (Central Vision 은 60도 이내에 위치)을 고려할 때, 지구의 반지름인 6,500km 이상 올라가야 한다. 아폴로 17호(1972년)가 고도 29,000km 떨어진 곳에서 처음 지구를 찍었다.
별과 우주는 밤하늘과 시에서만 바라보는 것이 아니다.
우리가 살아가는 데 있어서 우주 연구가 무슨 소용일까? 언제 우주여행을 갈 수 있는지 모르고, 경제 효과가 과장되어 말하여 지지만, 체감되지 않는다. 우주 연구에 대하여 당장의 이익을 제시하지 못하기 때문에, 정부와 민간으로부터 투자를 받는 것이 매 번 어렵다 한다. 칼 세이건은 우주에 대한 투자는, 7배의 경제 효과로 돌아온다고 하였다.
별과 우주는 밤하늘과 시에서만 바라보는 것이 아니다. 별에 다가가고자 했던 인간의 욕구와 의지로 인하여, 모든 분야의 과학 기술에 영향을 끼쳤다. 물리, 에너지, 재료, 생물, 환경 그리고 공학과 같이 모든 분야에서의 발전을 자극한다. 우주에 대한 투자는 우리의 후손들에게 호기심을 갖도록, 큰 꿈을 갖도록 하는 것이다. 궁극적으로는 사회를 발전시킬 것이다.
“우주, 몰라도 살아가는 데 문제가 없지만, 잠깐만 올려다봐도 신기한 것을 어떻게 의문을 한 번도 품지 않을 수 있겠는가?”
