코스모스

칼 세이건/홍승수

사이언스북스/2004.12.20.

sanbaram

 

저자 칼 세이건은 시카고 대학교에서 인문학 학사, 물리학 석사, 천문학 및 천체물리학 박사, 스탠포드 의과대학 유전학 조교수, NASA 자문의원으로 보이저, 바이킹 등의 무인우주 탐사계획에 참여했고, 과학의 대중화에도 많은 노력을 기울여 세계적인 지성으로 주목 받았다. 저서로는 <에덴의 용>, <창백한 푸른 점>, <에필로그>, <과학적 경험의 다양성> 등 다수가 있다.

 

이 책 제목인 <코스모스>는 우주의 질서를 뜻하는 그리스어이며 카오스에 대응되는 개념이기도 하다. 코스모스라는 단어는 만물이 서로 깊이 연관되어 있음을 내포한다. 그리고 우주가 얼마나 미묘하고 복잡하게 만들어지고 돌아가는지에 대한 인간의 경외심이 이 단어 하나에 고스란히 담겨 있다고 할 수 있다. 이 책의 내용은, 우주의 대폭발, 은하와 별의 탄생, 핵융합을 통한 무거운 원소의 합성, 초신성폭발, 성간물질 중 금속 함량의 증가, 암흑 성간운의 중력 수축, 회전 원반체의 출현과 중력 불안정, 미행성의 형성과 지구형 행성의 성장, 지구 생명의 탄생, 과학 기술 문명의 진화로 연결된 이야기다.

 

인간은 인지능력이 발달하면서부터 밤하늘에 보이는 별을 보면서 여러 가지 생각을 했다. 태양과 달, 그리고 별들에 대한 과학적인 생각은 고대에 이미 상당 수준 진행되었다. 그러나 알렉산드리아가 멸망하고 기독교가 득세하면서 1000년 이상을 잊혀진 상태로 지냈다. 코페루니쿠스나 케플러의 등장과 함께 다시 조명을 받기 시작하였다. 그리고 19세기를 지나면서 각광을 받기 시작하여 20세기 아인슈타인의 상대성이론에 이르러 새로운 국면을 맞게 되었다.

 

거시세계인 천문학뿐만 아니라 미시의 세계인 양자역학이 발달하면서 원자의 세계를 탐구하게 된다. “원자는 양성자, 중성자, 전자로 이루어져 있다. 그렇다면 양성자를 더 작게 쪼갤 수는 없을까? 양성자들을 높은 에너지를 갖는 다른 소립자, 예를 들어 양성자로 때려서 나타나는 반응을 면밀하게 조사해 보면 양성자 내부에 더 근본적인 입자가 숨어 있는 것 같다. 물리학자들은 양성자와 중성자 같은 소립자들을 구성하는 더 근본적인 알갱이를 쿼크라고 부른다. (p.357)”이런 연구에 힘입어 이제 중성미자의 검출까지 발표되고 있으며, 우주에서 별이 탄생하고 성장하여 소멸하는 현상들에 대한 설명을 한다.

 

태양 같은 별들은 수소폭탄과 같은 핵융합반응을 중심부에서 일으킨다. 연료가 떨어지면 이때 형성된 헬륨원소를 원료로 핵융합이 다시 일어나 무거운 원소인 탄소와 산소가 만들어진다. 이런 과정에서 별은 적색 거성을 거쳐 백색왜성으로 진화된 후에 사라진다. 질량이 더 큰 별들은 블랙홀이 생겨나기도 하고 폭발하여 초신성이 생기기도 한다. 뿐만 아니라 태양은 초속 200킬로미터의 속도로 은하계 중심을 구심점으로 하여 2억 5000만년에 한 번씩 공전을 하여 지금까지 20번쯤 공전을 하고 있는 중이다. 공전 과정에서 은하의 팔을 두 번 지나게 되는데 한번에 4000만년씩 걸리고, 그 팔을 통과 할 때 지구에서 빙하기가 되지 않나 하는 학설도 있다. 그리고 지금은 팔과 팔 사이를 지나고 있다고 한다.

 

태양계의 행성들은 지구와 같이 무거운 고체로 이루어진 내행성과 가스로 이루어진 외행성으로 이루어 졌는데 미국의 보이저1,2호는 태양계 행성 탐사를 떠나 태양계의 바깥쪽 행성의 탐험을 하고 있다. 목성은 크기가 태양계 위성 중 가장 크며 지구의 1000배가 넘고, 주로 수소와 헬륨으로 이루어 졌다. 토성의 위성인 이오 위성은 지구와 같이 활화산이 있는 위성이라든지, 가장 큰 위성인 타이탄은 크기가 화성에 버금간다든지, 목성과 토성은 강한 자기장이 있으며, 토성의 고리를 이루고 있는 것은 얼음이나 눈덩이 같은 물질이 복사벨트를 이루고 있다는 흥미진진한 이야기도 있다.

 

우주의 빅뱅으로 은하단, 은하, 항성, 행성으로 이어지고, 결국 이 행성에서 생명이 출현한다. 이 생명은 곧 지능을 가진 생물로 진화하게 된다. 이런 진화과정을 거처 인류가 출현하게 되었다. “우리의 DNA를 이루는 질소, 치아를 구성하는 칼슘, 혈액의 주요 성분인 철, 애플파이에 들어있는 탄소 등의 원자 알갱이 하나하나가 모조리 별의 내부에서 합성됐다. 그러므로 우리는 별의 자녀들이다.(p.376)” 이와 같이 우리와 아득히 멀게만 느껴지던 별들도 결국 우리 몸을 이루는 원소를 제공한 아주 가까운 사이라는 것이다. 물론 우리에게 원소를 제공했던 별들은 폭발을 일으켜 사라진지 아주 오래 되었겠지만.

 

중국 천문학이 쇠퇴의 길을 걷게 된 원인은 엘리층의 경직된 사고에 있다. 사대부 계급으로 하여금 과학이 자기네들이 추구할 분야가 못 된다는 생각을 하게 되었고, 천문학자는 세습되는 자리였다. 그렇기에 탐구 정신이 약화되어 쇠퇴의 길을 걷게 되었다는 것이다. 뿐만 아니라 “과학이 인도, 마야, 아스텍 문화권에서 빛을 보지 못했던 것도, 이오니아에서 과학이 쇠퇴한 이유와 마찬가지로 만연된 노예 경제의 병폐 때문이었을 것이다. 지금도 교육의 기회가 주로 부유층의 자녀들에게만 주어진다. 부유층 출신은 당연히 현상 유지에만 관심이 있다. 뿐만 아니라 자신의 손으로 직접 일을 하여 무엇을 만든다던가, 또는 기존의 지식 체계에 도전하던가 하는 일을 매우 어려워한다. 사정이 이러하니 이런 나라들에서 과학이 뿌리 내리기는 지극히 어려울 수밖에 없다.(p.304)” 이런 문제를 우리가 진지하게 생각해 볼 문제다.

 

저자는 대 우주 안에 우리와 같은 문명을 이룩한 행성들의 존재를 인정한다. 그러나 그들이 우리와 직접적인 경쟁이 되려면 우리와 대등한 문명을 이루었을 때만 가능한 일이라고 한다. 우리보다 몇 단계 진화된 문명이라면 우리가 맞설 수 없으며, 뒤처진 문명이라면 우리에게 직접적인 위험이 될 수 없기 때문이란다. 인류에게 지금 시급한 문제는 서로 상생하는데 에너지를 쏟아야 하는 것이지 핵무기와 같은 살상용 개발이 아니라고 한다.

우주와 우주에 사는 생물에 대한 관심이 많은 사람들이 읽으면 궁금증의 상당부분이 해소될 것이라 생각되어 적극 추천한다.