[인상깊은 문구]우주의 운명 – 빅뱅과 그 이후

<<우주의 운명 – 빅뱅과 그 이후>>

시공 디스커버리 총서

트린 후안 투안 지음

백상현 옮김

㈜시공사

초판 1쇄 발행 1997년 9월 15일

초판 9쇄 발행 2004년 12월 31일

제 1장 세계관

P13 – 중세: 지구가 둥글다는 사실 인지 / 황도 12궁에 대한 행성들의 위치에 따라 개인과 국가의 운명이 결정된다는 생각에 빠져있었다.

여성이 출산 -> 창조신화에 영감

P18~19 – 아리스토텔레스의 세계관에서는 신의 역할이 잘 드러나지 않는다. 이를 바꾼 것이 기독교 사상이다. 도미니크회 수사인 토마스 아퀴나스는(1225 ~1274) 아리스토텔레스의 사상과 13세기 기독교의 세계관을 결합했다. -> 기독교적인 관점과 주제는 아리스토텔레스의 체계로부터 사라졌던 신화적인 요소를 중세의 세계관에 불어 넣었다.

P21 – 태양 중심 설은 인간의 자존심에 상처를 입혔다. 인간은 우주에 대한 주도권을 상실하고 만 것이다. 인간은 신에게 선택된 존재도 아니고, 우주는 인간을 위해 창조된 것도 아니었다. 지구는 그때부터 행성과 구가 있는 천계로 들어갔다. 하지만 아리스토텔레스에 따르면, 지구는 불완전하고 변화하는 존재였다.

P24 – 브라헤는 혜성과 궤도가 원이 아닌 타원이라는 것을 계산해 냈다.

P25- 아리스토텔레스의 관점에서 보면 지구와 천체의 현상은 각기 다른 자연법칙의 지배를 받는다. 즉 물체가 지구에서는 직선운동을 하고 하늘에서는 원운동을 한다. 하지만 이탈리아의 수학자이자 천문학자, 물리학자인 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642)는 그런 생각을 무너뜨렸다. 그는 지구상의 영역과 천상의 영역이 같다는 주장을 폈다.

뉴턴이 우주의 공간적 영역을 확장했다면 다윈은 진화론으로 시간적 확장을 하였다.

제 2장 은하의 세계

P32~33 – 20세기 초 두 반사망원경 - 1908년과 1922년에 미국 캘리포니아주 남부의 윌슨산에 세워진 지금 1.5m와 2m의 반사망원경 – 이 우주를 관찰하는 방법에 혁신을 일으켰다. 1948년에는 캘리포니아주 팔로마산에 지름 5m의 헤일 반사망원경이 설치되었다. 이 망원경은 1976년에 러시아의 카프카스에 있는 특수 천체물리 관측소에 지름 6m짜리 반사망원경이 세워지기 전까지는 세계에서 가장 큰 망원경이다.

P34 - 1970년대 고감도 전자 탐지기(전하결합소자)

P35 - 19세기초 독일 물리학자 요제프 폰 프라운호퍼는 또 다른 도약의 전기가 된 분광학을 개발해 은하와 별의 화학적 구성 성분과 물리적 운동을 조사할 수 있게 해 주었다.

P35 – 가장 강력한 복사(고주파)인 엑스선과 감마선은 인체의 근육 조직을 그냥 통과할 수 있다. 자외선은 주파수가 조금 낮지만 인간의 피부를 태울 수 있을 정도로 뜨거우며, 햇빛에 지나치게 노출 될 경우 햇빛 속의 자외선에 의해 피부암에 걸릴 수 있다.

P36 전파전문학: 제 2차세계대전 레이더 발전과 더불어 1950년대부터 시작

P39 태양이 은하수에 모여 있는 수천억 개의 별들 가운데 하나에 불과하다는 사실이 밝혀지자 사람들은 우리의 별이 은하의 중심에 있다고 생각하면서 스스로를 위로했다. 하지만 미국의 천문학자 하로 섀플리(1885 ~ 1972)는 그 믿음마저 깨버렸다. 섀플리는 구상성단 – 수십만 개의 별들이 중력으로 인해 공처럼 밀집된 천체 – 의 분포를 연구했는데, 이것들이 은하수를 따라서 구형으로 불거진 부분에 모여 있다는 것을 알아냈다. 그런데 놀랍게도 태양의 위치는 구형부분의 중심부와 일치하지 않았다. 태양은 우리 은하의 중심부에서 궁수자리 방향으로 약 3만 광년 떨어져 있었다. 섀플리는 태양이 우리 은하의 중심이 아닌, 은하의 끝에서 중심으로 1/3쯤 되는 외곽에 자리하고 있다고 결론지었다.

P46 – 우주의 중심은 이미 지구에서 태양으로, 다시 태양에서 은하계로 옮겨가 있었다.

P57 – 우주를 깊숙이 조사해 보면, 우리 지구가 속한 태양계는 거대한 우주의 군무에서 아주 미미한 역할을 하고 있음을 알게 된다. 우리 지구는 지름이 광속으로 10.4시간에 불과한 태양계 안에 자리하고 있고, 태양 주위를 1년에 한번씩 여행하며, 우주 공간 속에서 초속 약 30 km로 우리를 실어 나르고 있다. 한편 태양계는 초속 약 230 km로 은하계 중심의 둘레를 돌고 있다. 우리 은하는 동료 은하인 안드로메다 은하를 향해 초속 90 km로 천천히 나아간다. 두 은하는 모두 지름이 1000만 광년 정도인 국부 은하군에 속했다. 다음으로 국부 은하군은 국부 초은하단에 속한 처녀자리 은하단 및 바다뱀 –센터우루스 자리 초은하단을 향해 초속 600 km로 질주하는데, 이 은하단들은 지름 약 6000만 광년의 공간에 펼쳐져 있다. 발레는 여기서 끝나지 않는다. 처녀자리 은하단과 바다뱀-센터우루스 자리 초은하단은 또 다른 은하들의 거대한 집단을 향해 끌려가고 있는데, 천문학자들은 이를 ‘거대 인력’ 이라고 부른다. 이러한 은하단들과 초은하단들은 우주 공간을 향해 수억 광년이나 뻗어나간 필라멘트 구조와 엄청나게 높은 벽을 이루고 있다.

제 3장 빅뱅

P62 - 우주를 바라보는 우리의 시각은, 은하를 분류하는 데 선국적인 역할을 한 미국 천문학자 에드윈 허블이 우주가 팽창하고 있다는 사실을 발견한 시점부터 바뀌기 시작했다. 1929년 허블은 먼 곳에 있는 은하들이 우리 은하로부터 멀어지고 있다는 증거를 찾아냈다. 게다가 은하의 후퇴 속도가 은하까지의 거리에 비례한다는 사실도 알아냈다. 거리가 두 배 더 떨어져 있는 은하는 두 배의 빠르기로 멀어지고, 열 배나 멀리 떨어져 있는 은하는 열 배나 빨리 멀어졌다.

 한편 허블은 관찰자가 선택한 방향에 관계없이 우주의 팽창이 어디서나 똑같이 일어난다는 사실도 알아냈다.

P65 - 상당수의 우주론자들은 창조의 사건과 그것의 종교적 연관성을 피할 수 있다는 이유로 정상 우주론에 마음이 끌리고 있었다.

P72 - 우주의 온도가 10³²K에 이르렀으며 지름이 고작 1000분의 1cm에 불과한 공 모양의 극히 작은 점에 불과했다.

P72 - 입자와 반입자가 충돌하면 그 질량은 광자의 에너지로 전환되었다. 그리고 광자는 다시 입자와 반입자의 쌍으로 전환되었다.

P73 – 자연은 물질과 반물질을 공평하게 취급하지 않았다. 물질이 아주 미미한 우세를 보였다. 진공으로부터 반물질 입자가 10억 개 생길 때마다 물질 입자는 10억 1개가 생긴 것이다. 따라서 10억개의 입자 – 반입자 쌍이 소멸하여 10억 개의 광자들로 전환 될 때마다 1개의 물질 입자가 남게 되었다.

P73 – 우주는 4가지 기본적인 힘의 지배를 받고 있다. 중력은 행성들이 각자의 궤도를 따라 태양 주위를 돌게 하고, 별들은 은하에 묶어둔다. 전자기력은 전자들을 원자에 묶어두고 화학 결합을 이루게 하는 것으로, 분자들을 기다란 DNA 사슬에 모아두는 일을 한다. 두 가지 핵력은 원자들의 세계를 지배한다. 약한 핵력은 방사능 붕괴와 관련이 있으며, 이에 대해 강한 핵력은 양성자와 중성자를 묶어서 원자핵이 이루어지도록 한다.

10^-32초 소립자 -> 10^-6초 중성자 양성자 -> 3분 수소 헬륨 핵 -> 30만년 원자

제 4장 별의 탄생과 죽음

P80 - 최초의 별이 출현한 것은 우주 탄생 후 20억 년이 지나서이다.

P94 – 깜빡이는 별(pulsating star) 또는 줄여서 펄서(pulsar)가 생기는 것에 대해 두 가지 요인이 관련돼 있음을 알아냈다. 우선 첫째로 중성자 별에서 이루어지는 복사가 별의 전 표면에서 나오는 것이 아니라 두 줄기로 나온다는 사실이다. 두 번째는 중성자 별이 매우 빠른 속도로 자전한다는 것이다.

P97 – 중량급 별들은 대부분 하나의 별이 다른 별의 주위를 도는 쌍성계를 이루고 있다.

제 5장 행성의 탄생

P118 – 1953년 미국의 화학자 스탠리 밀러와 해럴드 유레이가 유명한 실험을 했다. 두 사람은 플라스크 속에 암모니아와 메탄, 수소, 물을 섞어서 지구의 원시 대기를 재현하고, 혼합물을 전기 방전을 함으로써 46억년 전의 하늘에서 번쩍이던 번개를 흉내 냈다. 그리고 나서 약 1주가 지나자, 가장 기본적인 몇 개의 아미노산, 즉 생명체의 전 단계의 분자가 만들어졌다.

P122 – 생명이 존재할 수 있는 이상적인 환경은 물이 있고 표면 온도가 0 ~ 100℃이어야 한다.

P123 – 태양계 바깥으로 여행할 최초의 우주탐사선인 파이어니어 10호(1972)와 11호(1973)에 각각 남자와 여자의 그림이 그려진 알루미늄판을 실었다. 이 판에는 우리를 알기 원하는 외계인에게 은하계 내의 지구 위치를 알려주기 위한 모형도도 그려져 있다. 그 다음 우주탐사선은 보이저 1호와 2호인데, 여기에는 지구 생명체의 모습을 담은 비디오 디스크와 지구의 소리를 담은 구리로 된 레코드판이 실려있다. 특히 레코드판에는 베토벤 교향곡부터 재즈, 심지어는 인간의 입맞춤 소리까지 들어있다.

P127 – 우주의 달력: 인간은 우주의 진화에서 극히 짧은 순간을 차지할 뿐이다. 지금까지 우주의 역사를 1년으로 잡으면 빅뱅이 1월 1일이 될 것이고, 은하는 4월 1일에 탄생할 것이 되며, 태양계가 형성된 것은 9월 9일이 된다. 다윈의 이론에 의한 각 종의 진화는 아래와 같이 12월 중순 이후에 이루어진다. 12월 19일: 최초의 어류, 20일: 최초의 식물, 21일: 최초의 곤충, 23일: 최초의 파충류, 24일: 최초의 공룡, 26일: 최초의 포유류, 27일: 최초의 조류, 28일: 공룡의 절멸 인류에 관한 역사는 모두 12월 31일밤에 이루어졌다. 22시 30분: 최초의 인간, 23시 59분: 스톤헨지, 23시 59분 59초: 이집트 문명, 23시 59분 55초: 부처 탄생, 23시 59분 56초: 예수 탄생, 23시 59분 59초 유럽의 르네상스기 자정: 빅뱅 이론과 상대성 원리, 우주 탐사