세상을 살아가면서 나만이 우주관 하나 정도는 가지고 있어야 되지 않을까? 최소한 우주는 이렇다 할 정도는 되어야하지 않는가? 그래서 이 책을 읽게 되었다.
천문학적 지식이 전무한 나는 어려운 책을 줘도 못먹을것이니 아주 쉬운 책을 샀다. 제목이 여간 만만한게 아니다. “십대 별과 우주를 사색해야하는 이유”
그런데 읽으면서 어려워서 아주 혼났다. 십대를 위한 책도 이해하기 어려웠다. 내 무식이 켜켜히 드러나는 순간이었다. 그래도 책 읽기를 너무 잘했다 그야말로 신천지가 안전에 전개되었다!
나는 어려서부터 우주란 무엇인가? 우주는 어떻게 생겨났는가? 우주속에서 인간이란 무엇인가? 이런 고민을 숫하게 해왔다.
철학이 나는 누구인가? 하고 묻는다면 천문학은 인류가 우주속에서 우리는 어디에 있는가를 밝히는 것이다.
현대 천문학은 우주가 언제 시작된 사실을 입증했을 뿐만아니라 우주의 나이까지 알아냈다. 137억년 전 아주 조그만 원시의 점이 대폭발을 일으켜 우주가 탄생했다고 천문학자들은 결론을 내렸다. 이른바 빅뱅우주론이다.
여기에 과학자들은 이론이 없다. 조그만 원시의 점에서 엄청난 에너지와 물질이 빛의 속도로 공간을 만들면서 팽창을 시작했다.
빅뱅우주론의 시조 조르주 르메크르(1984-1966)가 ‘어제 없는 오늘( the day without yesterday)이라 말한 순간이다. 변화가 없는 곳에는 시간 자체가 없다.
137억년 전 원시의 작은 알이 대폭발을 하여 우주가 탄생하였다. 시간과 공간도 비로소 생겨났다. 그날을 어제가 없은 오늘이라 한다.
따라서 그 이전에는 공간도 시간도 존재하지 않앗다. 그러므로 빅뱅 이전에는 무엇이 있었을까 하는 질문은 무의미한 것이다.
빅뱅이론이란 대폭발이론으로 널리 인정되는 우주 진화이론이다. 우주는 적어도 100억년 이상 전에 일어난 대폭발이라고 하는 극히 높은 온도와 밀도를 가진 상태에서 시작되었다는 이론이다.
빅뱅이후 온도가 점차 내려감에 따라 가장 단순한 원소인 수소와 헬륨이 먼저 만들어져 우주 공간을 채웠다. 그리고 10억년이 지나자 몇 광년, 몇십, 몇백광년 단위로 펼쳐진 어마어마한 규모의 수소, 헬륨 구름이 서서히 회전하면서 중력으로 뭉쳤다. 대우즈는 이러한 거대 원자구름들이 곳곳에서 뺑뺑이 운동을 하면서 만들어진 거대한 회전원반들로 가득 채워지기 시작했다. 물질이 뭉쳐질 수록 회전은 더 빨라진다. 그 운동량이 아직도 그대로 남아서 지구가 돌고 달이 돌고 태양이 자전하는 힘 모두가 그 때의 각 운동량이다. 100억년도 더 전의 그 각 운동량이 아직까지 이 우주를 운행하고 지구를 돌리고 있다는 사실을 생각하면 얼마나 놀라운 일인가!
2천억개의 별이 모여 은하라는 별들의 부락을 만들고 2000억개의 은하가 모여 우주를 형성하는 것이다.
별들은 수십억 년 수백억년 시간이 지나면 죽음을 맞는다. 태양같은 별은 한 100억년 살지만 덩치가 더 큰 별은 수천만년밖에 못산다. 중력이 너무 강해 핵융합이 격렬하게 일어나기 때문이다. 사람도 마찬가지다. 작은 사람이 오래산다. 이건 의학이 증명해준 사실이다. 2003녀누 라이프사이언스에 실린 조사 과에 의하면 키가 작을 수록 수명이 길고 심장질환과 암에 걸릴확률이 감소한다. 분석결과 키큰 사람들이 인종, 나라별로 20-60% 암발생률이 높았다. 심장질환도 키큰 사람들이 더 많이 걸렸다. 이는 쥐, 개, 원숭이 실험으로 증명되었다. 키가 작으면 증력을 덜받고 에너지 사용이 줄어 노화가 더디다고 한다. 미국 노쓰다고타 대학의 홀리브라운 보그 박사는 보통쥐1/3크기의 난장이 쥐의 수명이 보통쥐의 2배에 가깝다고 밝혔다. 키작은 사람이 키 큰 사람에 비해 혈액순환이 잘 된다. 키가 크면 혈액순환이 어려워 산소공급, 영양공급이 잘 안되고 노폐물 제거가 힘들어진다.
신화사 통신 보도에 의하면 100세이상 장수노인 50%가 키 1m50미만의 키에 40kg안팍의 몸무게를 가졌다고 보도했다. 78억년 후면 태양은 대폭발을 일으켜 자신의 왹곽층을 행성상 성운의 형태로 날려보낸다. 그러면 태양의 시체인 백생왜성이 남는다. 물론 그 전에 지구는 바다가 말라붙고 생명들은 멸종을 피할 수 없다. 지구 종말이 오는 것이다.
지구는 초속30만km의 속도로 태양을 공전하고 있고, 태양계 자체는 초속220km라는 무지막지한 속도로 은하를 돌고 있다. 현재 우주의 크기는 940억 광년으로 나와있다. 940억광년이면 로켓트 타고 218만조년을 달려야하는 거리다. (내가 대강 다른 자료 가지고 비교하여 계산했다)
우주가 유한하다는 것은 맞다. 하지만 끝은 없다. 유한한데 끝은 없다니….무슨 뜻일까? 시간과 공간은 별개의 것이 아니라 같이 엮어 있다는 것을 시공간이라는 말로 표현한다. 간단이 말하면 이 우주의 4차원 시공간이 엄청난 스케일로 휘어져 있어 시작과 끝이 없다는 의미다.
우주의 별의 수를 계산해보면 두손을 모아 모래를 뜬다면 약 800백만개이다. 지름 13000km의 지구표면에 있는 모래알 수를 대충계산해보면 10에 22제곱이다. 그리고 우주의 별은 지구 모래알 수 10에 22제4곱 보다 7배가 많다는 계산이 나온다.
저 태양같은 것이 우주에 이처럼 많다니 기절초풍할 일이다.
대우주는 모든 면에서 인간의 상상을 초월한다. 인간이 지구상에 나타나 문명을 일구며 살아온 것은 고작 1만 년이 채안된다. 그러나 우주는 137억 년 전에 출발했다. 인류의 역사는 찰나에 지나지 않는 것이다. 우주속에서 인간은 그런 존재다. 영겁의 세월이 지나면 우주의 모든 물질들은 결국 블랙홀로 귀의하고 다시 10에 108제곱 년이 지나 모든 블랙홀도 결국 빛으로 증발해 사라진다고 한다. 그러면 결국 전 우주가 열사망에 이른다. 인류는 그 보다 한참 이전에 어떤 걸론을 맞았을 것이 분명할 것이다.
아르키메데스, 뉴턴, 가우스 3개 수학자라로 일컬음
며칠 전 화성에서 물의 흔적을 발견한 뉴스를 보았다. 그러나 지금 태양계 내에서 지구말고는 인간이 살 수 있는 행성은 없다. 우리와 가장 가까운 별이 태양 빼놓고는 프록시마 라는 별인데 4.3광년 떨어져 있다. 인간이 로켓을 타고 간다해도 4.3광년을 가는데 100만 년이 더 걸린다. 그러니 설령 외계에 지구와 같은 조건의 행성이 있다고 해도 인간이 가서 사는것은 불가능하다. 결국 지구를 잘 보듬에 가면서 사는 수 밖에 없다. 옛날 사람들은 지구가 우주의 중심에 자리한다고 굳게 믿었다. 하지만 알고 보니 태양 둘레를 도는 아주작은 부스러기에 지나지 않는 다는 것을 알았다. 그런데 태양계 역시 바다같은 은하 속의 작은 조약돌 한개였다. 그리고 은하계 밖에는 끝도 없는 공간과 은하들이 아찔할 정도로 많다는 것을 알았다. 우리 은하도 우주 속의 한개의
예쁜 나비 모양을 한 오리온 대성운의 지구까지 거리는 1500광년, 빛이 30만km 속도로 1500년을 달려가야 닿을 수 있는 거리이다.
지금 내가 보고 있는 오리온 대성운은 신라의 이사부가 우산국을 합병하던 1500년 전의 모습이라는 것이다. 그 때 오리온 성운에서 출발한 빛이 지금 내 눈의 망망을 찌르고 시신경을 자극하여 보이는 것이다.
17세기 독일의 철학자이자 수학자인 고트프리트 라이프니츠(1646-1716)는 ” 왜 세상에는 아무것도 없지 않고 무엇인가가 있는가.” 이 질문은 존재의 신비를 말하는 것이다.
또 철학자 비트겐쉬타인은 ” 신비한 것은 세상이 어떠한가가 아니라 세상이 존재한다는 그 자체다.” 라고 말했다.
천재의 학교는 고독이다! 라는 말이 있듯이 뉴턴은 결혼하자 않았다.
우주는 유한한가? 무한한가? 이 유서깊은 논쟁에서 우주는 태어난 지 오래되지 않았다고 추론했던 로마의 철학자 루크레티우수는 이에 대해 다음과 같은 결론을 내렸다
“우주는 모든 방향으로 무한히 뻗어있다. 만일 우주에 꿑이 있다면 그 끝을 이루는 경계가 있어야 하고 이는 곧 우주의 바깥에 또 무언가 가 존재한다는 뜻이다.
그런데 우주를 이루는 모든 차원들은 아무런 방향성도 없고 그 바깥에 무언가 존재한다는 것도 확인된 바 없으므로 우주는 끝이 없어야한다.”
940억광년 크기의 지름을 가진 우주는 그 크기가 유한하지만 경계는 없다고 하는 것이 현대 우주론자들이 하는 얘기다. 어떻게 그럴 수가? 하는 질문에는 다음과 같이 대답한다. 우주는 4차원의 시공간으로 휘어져 있어 중심도 경계도 없다. 2차원 구면이 중심이나 경계가 없는 것과 같은 이치다.