코스모스, 이제는 읽을 때가 되었다!

어제 정남진천문대에서 천체 관측을 했습니다. 구름때문에 어려움이 있었지만, 목성과 목성의 위성들, 오리온 자리의 베텔기우스, 오리온 성운, 좀생이 별이라 불리는 플레이아데스 성단, 시리우스를 볼 수 있었어요. 장흥 시골에 꼭꼭 숨어있는 작은 천문대인데 꽤 많은 사람들이 있었습니다. 명절 연휴 첫날이라 가족 단위로 많이 왔었는데, 별 관측에는 어른, 아이가 구별이 안되는 것 같았어요. 모두 호기심 많은 아이가 되는 순간이었습니다.

와, 저는 용문산 천문대 간다간다 아직 못갔는데 너무 부럽습니다. 겨울이라 왠지 더 잘 보였을 거 같아요

7장. 과학사의 위대한 발견이 있을때마다 인류의 위치는 우주에서 점점 축소되고 있는데, 건강한 성인으로 성장하는 일도 마찬가지인 것 같아요. 내가 세상의 중심이라고 보는 유아기적 나르시시즘의 극복에 실패한 사람들은 성인이 아니라고 생각합니다. 자기애적 세계관을 내려놓을 때, 주변이 보이고 서로 어떻게 긴밀하게 연결되어 있는지 실제를 볼 수 있겠지요. 칼 세이건이 보이저호의 카메라를 돌려 창백한 푸른 점을 보여줬을 때, 지구는 자기애적 상처가 났겠지만 광대한 코스모스에 대한 감각을 충격적으로 경험하고 결과적으로 좀더 어른스럽게 성장할 수 있었다고 생각합니다.

9. 별들의 삶과 죽음 기체와 티끌로 구성된 성간구름이 중력수축하여 별들과 그 별들에 딸린 행성들을 만든다. 성간운의 중력 수축이란 자체 중력 때문에 겪게 되는 성간운의 전반적인 낙하운동이다. 이때 기체분자들이 격렬하게 충돌하므로, 수축이 진행됨에 따라 내부의 온도는 상승하게 마련이다. 드디어 1000만도에 이르면 수소원자 네 개가 만나서 헬륨핵이 하나 만들어지는 핵융합반응이 전개된다. 이때 에너지가 감마선 광자로 나타나고, 이는 주위 물질에 흡수와 방출을 거듭하면서 태양의 표면을 향해 이동한다. 흡수가 일어날 때 자신의 에너지를 조금씩 잃어가며 낮은 에너지의 가시광선 대역의 광자가 된다. 중심핵에서 표면층에 광자가 도착하는데 대략 100만년이 걸린다. 최초의 광자가 가시광선의 광자로 표면을 빠져나오기 시작하면 비로소 새로 탄생한 별을 볼 수 있다. 초신성 폭발 시 충격파가 주위의 성간물질에 전해지며 성간운의 밀도가 증가해 중력수축이 유발된다. 이렇게 별들에게도 인간처럼 부모가 있고 세대가 있는 셈이다. 먼저 태어난 별의 죽음이 새로운 별의 탄생을 가져온다. 거의 모든 별의 내부에서는 수소에서 헬륨이, 헬륨에서 탄소 산소가 만들어진다. 질량이 비교적 큰 별에서는 헬륨에 핵이 단계적으로 첨가되면서 네온, 마그네슘, 규소, 황의 순으로 무거운 원소들이 합성되며 최종단계에서 드디어 철이 합성된다. 생명의 기원과 진화는 별과 깊은 연관을 맺고 있다. 1. 우리를 구성하는 물질이 아주 오래전 은하 어딘가의 적색 거성들에서 만들어졌고 2. 지구의 무거운 원소들 중 어떤 동위원소는 태양 직전 초신성 폭발을 시사하며 3. 생명의 탄생에 별의 흔적을 찾을 수 있고 4. 모든 생명 활동이 태양(별) 에너지에 의존하고 있으며 5. 진화를 추동하는 유전형질의 변화도 고에너지 우주선과의 상호작용에서 촉발되기도 한다. 그러므로 우리는 별의 자녀들이다. 중력이 아주 강력한 천체는 블랙홀이다. 블랙홀은 공간에 패인 바닥없는 보조개이다. 블랙홀의 자전과 연결된 또다른 시공간의 웜홀 터널이 뚫린다. 블랙홀과 웜홀은 우주의 쾌속 여행을 상상하게 한다.

6장 여행자가 들려준 이야기에선 보이저 탐사선의 이야기를 합니다. 네덜란드의 학문적 자유와 개척자 정신 하에 목성과 토성 및 여러 업적을 세운 하위헌스의 이야기를 알게 되었습니다. "구름의 흰색은 메탄 결정 때문인 것이 확실하지만, 원반의 붉은색은 도대체 무엇 때문일까?P.319" 라는 질문에 찾아보니, 2004년도에 카시니-하위헌스호가 타이탄을 조사했었습니다. 타이탄의 대기를 이루는 메탄 성분이 화학작용하며 마치 스모그처럼, 복합적인 화학작용에 의해 만들어진 것이라고 하네요. (내용이 복잡해서 맞는 설명인지는 모르겠습니다.ㅠㅠ) 탐사선의 명칭과 이 챕터가 바로 연결되어 읽혀졌습니다. (토성에 카시니 간극이라고 각주에 짧게 소개합니다). 목성과 토성의 이미지는 이미 익숙하지만, 자세히 알고나니 지금과 미래에는 어떤 사실들이 밝혀질지 궁금해집니다. "이른바 아메리칸 신대륙에 도착하는데 몇 개월 씩이나 필요했다. 오늘날에는 이 시간이면 태양계의 내해를 가로질러 화성이나 금성에 사뿐히 내려 앉을 수 있다."(P.280)

기록 8. 7장입니다. 은하수를 주제로 과학사를 훑어 보는 경험이 즐거웠습니다. 이오니아의 자유가 사라진 탓에 인류의 발전이 1,000년 지체되었다고 생각하니, 새삼 세상이란 알 수 없습니다. 오늘날의 우리는 드디어 '코스모스'를 향해 항해할 준비가 되었습니다. 과거의 실수를 되풀이 하지 않았으면 좋겠네요.

5장 붉은 행성을 위한 블루스 5장은 특히 지구화(테라포밍)에 대한 언급과 최초로 화성에 장시간 착륙한 <바이킹 탐사>의 성취에 대해 뜨겁게 설명하는 문장들이 좋았습니다. 특히 바이킹이 보내온 화성의 사진들을 보고 '움직일 수 없는 우리들'에 대해 불만에 사로잡혔고, 기계 팔로 화성의 언덕을 들쑤시고 싶었다, 고 술회하는 대목들이요. 이제 일론 머스크가 화성 테라포밍을 말하는 시대지만 후대의 과학자들은 화성에 대기를 새로 만들어내는 식의 테라포밍(지구화)보다는 칼 세이건이 하고 싶어했던 이동식 차량으로 화성 현지에서 실험하는 장소를 꾸려내는 테라포밍은 가능하다고 점치고 있는데. (예: 영화 '마션') 테라포밍을 말하는 주체와 듣는 주체가 조금 달라진, 이 시간의 간극이 아득하면서도. 세대를 거듭하여 이룩하고 있는 과학의 성취가 가진 시간성에 내가 함께하고 있구나, 감각하게 되더라구요. 그리고 생생한 설명력으로 묘사된.. 과학적 사실에 근거한 외계 생명체를 상상할 수 있어 좋았습니다. 우리와 기본 원소는 같되, 대기가 농밀한 곳이라면, 굵은 뼈가 없이 둥둥 떠다닐 생명체. 하지만 아쉽게도 '스피릿, 오퍼튜니티, 큐리오시티, 퍼서비어런스'로 이어진 이후 탐사체에서는 생명체는 발견되지 않았죠. 이제는 화성의 태곳적 생명의 흔적을 찾자는 식으로 목표가 옮겨졌지만. 생명체이든, 흔적이든, 어떤 '타자'를 발견하든 간에, 우리 지구인에 대한 이해가 더 깊어지겠구나 싶고요. 우리는 여전히 '고등한 문명'을 만들고 외계를 탐사할 '지적 능력'을 가진 생명체 집단에 대해 생각하지만. 각자의 중력을 가지고 각자의 궤도를 돌며 변화하는 질서의 우주 속에서 어떤 형태이든 아주 큰 의미가 있구나. 그 의미의 세계는 우리가 만들어가는 거구나. 우연히 무생물의 재료에서 지구인/사피엔스 이외의 생명이 탄생했다면 그 형태와 문명의 형식이 어떻든 간에 각자의 종을 번영시켜 나가는 크고 작은 생명체들의 '푸가' 혹은 '풀피릿소리'는 정말 기존에 내 통념과는 아주아주 다른 모습이겠구나. 하는 것들을 다시금 생각할 수 있어 좋았습니다.

앞으로 5개 장이 더 남았지만, 7장 밤하늘의 등뼈를 읽으며 느낀 이 감정은 코스모스를 읽는 여정에서 제일 인상깊을 같아요.

8장, 시간과 공간을 가르는 여행을 읽었습니다. 8장에서 저자가 다룬 내용은 우주 여행에 관한 내용이었습니다. 별자리가 항상 우리 눈에 보이는 모습인 것은 아닙니다. 시간이 흐르면 수많은 별이 새로 태어나거나 죽음을 맞으며 별자리의 모습은 크게 달라집니다. 저자는 100만년 후, 사자자리가 사자보다는 전파 망원경에 비슷한 모습으로 바뀌는 것을 예시로 들었습니다. 저자의 말에 따르면, 곧 옛날 사람들이 공을 들여 깊은 밤 밤하늘에 별을 이어 그렸던 한 폭의 그림은 뒤섞여 물감 더미에 불과하게 될 것 같습니다. 그 사실이 아쉬웠습니다. 역시 우주는 사람들의 생각대로 흘러가지 않는 것 같네요. 평소 생각하던 것과 다른 사실이 너무 많습니다. 우리가 보고있는 모든 우주의 천체들은 과거의 모습입니다. 마찬가지로 생각하던 것과 다르네요. 광속에 한계가 있기 때문이랍니다. 더 놀라운 점은, 천체만이 아니라 눈으로 보고 있는 모든 것도 과거의 모습입니다. 가까이 있는 물체들에서는 현재와 거의 차이가 없는 과거를 보고 있어서 알아차리지 못할 뿐입니다. 빛의 속도로 과거를 보고 있다니, 어쩌면 빛이 꽤 느릴 수도 있겠다는 생각이 들었습니다. 그런데, 인위적인 물체중 가장 빠른 보이저 호도 광속의 약 1만분의 1의 속도로 움직입니다. 우리가 빛의 속도를 따라잡을 수는 없는지 궁금했습니다. 이미 이 질문에 대한 답을 내놓은 학자가 있었습니다. 그 학자의 이름은 아인슈타인, 그가 내놓은 이 질문에 대한 답이 그 유명한 상대성 이론이었습니다. 저자는 아인슈타인의 상대성이론을 한 역설로 설명합니다. 만약 빛의 속도보다 더 빠를 수 있다면 논리적 문제가 생겨나기 때문에 그 어떤 방법을 사용해도 빛보다 절대 더 빠를 수 없습니다. 상대성 이론에 따르면, 그리고 실제로도 빛의 속도에 가까워지면 시간 지연, 길이 단축과 같은 이상하고 복잡한 일들이 벌어집니다. 상대성 이론은 정말로 매력있는 이론인 것 같습니다. 믿기지 않는데도 정작 생각해보면 틀린점이 없습니다. 들여다보면 들여다볼수록 점점 재밌고 신기해집니다. 서점의 과학책들이 꽂혀있는 코너에 상대성이론에 대한 책이 꼭 한 권씩은 있는 이유를 알 것 같습니다. 저자는 상대성 이론을 기반으로 우주 여행을 '시간과 공간을 가르는 여행'이라고 표현합니다. 우주 여행은 시간 여행 중에서도 미래 속으로 빨리 여행함으로써 공간 속을 빨리 움직여 가는 여행입니다. 동시에 저자는 만약 우리가 미래 여행이 아니라 과거 여행을 떠나면 어떨지 묻습니다. 과거 여행은 정말 마음에 들 것 같습니다. 과거에 벌어진 일들을 직접 볼 수 있고, 어쩌면 과거를 바꿀 수도 있기 때문이죠. 저자도 마찬가지였나 봅니다. 저자는 과거를 바꾼 세계를 가리켜 이제껏 존재하지 않았던 세계를 탐험하는 것은 생각만으로도 가슴 셀레는 일이라고 말합니다. 존재하지 않았던 세계를 탐험하는 것은 과거 여행뿐만이 아니라고 생각합니다. 우주 여행도 우리의 관점에서는 존재하지 않았던 세계를 탐험하는 것 같습니다. 먼 훗날, 우리 후손들이 우주선을 타고 광활한 우주 공간과 긴 시간을 가로질러 마주할 세계는 어떤 모습일지 궁금합니다.

금성은 480도, 대기압은 60(수심1km 내려가야 하는 압력),풍속은 시속 360km, 대기는 이산화탄소가 96%, 구름은 완전히 농축된 황산용액이 있다. 금성은 뜨겁고 화성은 너무 춥다. 화성은 하루가 24시간이고, 하늘에 흰구름이 떠다니는것은 비슷한 점이고, 대기는 주로 이산화 탄소이고, 대기압이 너무 낮아 물이 급격히 증발하고 오존량이 적어 살균력이 강한 태양 자외선이 표면에 강하게 내리 쬔다고 한다. 퍼시벌 로웰은 조선 이라고 불리는 나라에 근무했다고 칼세이건이 대한민국을 전혀 인지하지 못하는 글로 적어 놨다. 20년 전만 해도 대한민국이 참 존재감이 없구나 하는 느낌의 문장이다. 1971년 소련이 화성에 처음 진입하고 미국은 1976년에 화성표면 사진을 전송해 줬다. 그로부터 50년 이상이 흐른 지금은 테슬라가 우주산업에 독보적인 존재인것 같다. 내가 모르는 얼마나 많은 발전이 있었을까. 무섭다

8장 시간과 공간을 가르는 여행에서 제일 기억에 남는 구절은 빛의 속도를 시속 40킬로미터로 가정하는 사고실험에서 시간지연이라는 현상에 대한 설명이다. 문돌이 중에 문돌이인 나는 그 구절을 몇번을 읽어도 보고 적어도 봤지만, 아직은 누구에게 설명할 정도로 이해하지 못했다. 하지만, 틈틈이 생각날 때마다 내가 만약 빛의 속도로 오토바이를 몰고 간다는 상상을 하며 머릿 속에서 실험을 계속 해볼 것이다.