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드디어 만나는 천문학 수업 - 블랙홀부터 암흑 물질까지, 코페르니쿠스부터 허블까지, 인류 최대의 질문에 답하는 교양 천문학 ㅣ 드디어 시리즈 8
캐럴린 콜린스 피터슨 지음, 이강환 옮김 / 현대지성 / 2025년 7월
평점 :

대기가 너무 오염되어 별을 보기 어렵지만 여전히 밤하늘은 짙은 매력을 품고 있습니다. 간혹 둥근 달이 주변을 비출 때면 어둠과 빛의 조화가 무척 아름답습니다. 우주에 대해 아는 것은 상상력이 전부입니다. 다행스럽게도 인간의 뇌는 현실과 가상을 구분하지 못하기에 책이나 유튜브, 다큐멘터리를 통해 우주의 모습을 기억합니다. 숫자에 대한 현실감각이 떨어지고 시공간에 대한 이해, 중력과 질량, 속도에 대한 개념이 상식과는 거리가 멀어지는 순간 우주의 본질을 깨닫게 됩니다. 한 가지 이해되는 부분은 누구도 우주에 대한 완벽한 시나리오를 증명하지 못하고 있다는 사실입니다. 우주는 별의 숫자만큼 가능성이 풍부하고 예측이 불가능한 공간입니다. 우주에 관한 궁금증을 풀어가는 것, 인간 존재의 증명만큼이나 중요한 과제입니다. 하지만 인간이 존재하는 동안 우주의 비밀을 해결 할 수 있을까요?
코페르니쿠스, 갈릴레오 갈릴레이, 케플러, 인본주의를 화려하게 장식했던 르네상스시대에 천문학도 서서히 기지개를 켜기 시작합니다. 장구한 인류 역사에 천문학이 실제적으로 인정받기 시작한지가 겨우 500년 남짓이라는 사실이 안타깝습니다. 천문학에 대한 인식이 저마다 다를 수 있지만 기후위기에 봉착한 인류는 과거 어느 때보다 우주탐험에 많은 노력을 기울이고 있습니다. 하지만 우주는 지구의 물리법칙이 적용되지 않고 알 수 없는 물질과 에너지가 가득한 미지의 세계입니다. 만원경만으로 우주를 이해하기엔 너무 많은 한계가 있습니다. 그럼에도 우주에 관한 이론은 끊임없이 제시되어야하고 수많은 시행착오가 발생되어야 합니다. 천문학의 역사가 새로운 도전을 받아들이기까지 수만 년이 흘렀듯이 인류의 우주에 대한 열정은 밤하늘의 별만큼이나 다양하게 펼쳐질 것입니다.
인류는 기후와 떼려야 뗄 수 없는 관계를 맺고 있습니다. 적정한 온도는 생존에 직접적 영향을 주고 대기 중의 이산화탄소, 메탄가스는 태양열 복사를 가로막는 온난화의 주원인입니다. 우주를 이해하는 가장 빠른 방법은 우리의 신체구조가 우주물질로 이루어져 있다는 사실을 인정하는 것입니다. 또한 모든 물질과 생명체는 적정한 시간이 흐른 후 다시 우주로 돌아갑니다. 우주는 빅뱅 후 냉각기를 거치면서 원자가 탄생했고 수억의 시간이 흐른 후 대기먼지와 가스의 충돌이 새로운 분자를 형성하며 암석의 충돌과 폭발로 별이 탄생하기 시작합니다. 약 138억 년 전 우주와 진화 속에 탄생한 물질과 입자는 은하계, 성운, 항성과 행성, 그리고 생명체를 만드는 근원이 됩니다. 인간을 비롯한 모든 생명체는 우주의 일부에 불과합니다. 어쩌면 고대 인류가 하늘을 바라보며 경외심을 느꼈던 것도 자신이 태어난 곳을 상상했던 것은 아닐까요?
본서는 이해하기 어려웠던 천문학을 쉽게 설명하는 입문서에 가깝습니다. 1장에선 태양과 8개의 행성을 살펴봅니다. 내행성계인 수성과 금성 지구, 화성의 공전과 자전, 중력의 크기를 비교하며 태양과의 거리를 통해 행성간의 역사와 진행방향을 소개합니다. 칼 세이건의‘창백한 푸른점’이라고 알려진 지구, 가장 궁금했던 부분은 어떻게 지구의 3/4이 물로 형성되었느냐는 것입니다. 이는 태양계 어떤 행성에서도 존재하지 않는 지구만의 특징으로 생명체가 존재하기 위한 필수적 조건들 중의 하나입니다. 초기 지구의 탄생과 함께 거대한 얼음이 충돌했다는 가설이 지배적입니다. 물은 대기의 순환과 기후, 날씨에 직접적인 영향을 미치며 인간의 이동경로와 삶의 터전에도 가장 중요한 요소입니다.
2장은 본격적으로 우주의 여행을 시작합니다. 태양계를 넘어 광활하고 놀라운 세상이 소개됩니다. 수천억 개의 항성, 별 탄생의 비밀, 백색왜성과 적색거성, 그리고 초신성, 시공간이 뒤틀린 블랙홀의 위력, 그리고 은하계의 광활한 세상이 펼쳐집니다. 놀라운 사실은 암흑물질과 암흑에너지의 발견입니다. 우리가 알고 있는 바리온 물질은 우주에서 차지하는 비중이 5%에 불과합니다. 나머지 95%는 암흑물질과 암흑 에너지가 차지하고 있습니다. 암흑물질은 우주는 텅 빈 곳이 아니라는 것을 설명합니다. 알지 못하는 원자, 입자, 먼지가 빽빽이 채워져 암흑물질을 형성합니다. 암흑에너지는 우주팽창속도를 가속하는 에너지로 알려져 있습니다. 그런데 힉스입자의 발견으로 우주의 팽창이 멈출 수도 있다고 합니다.
공상과학 영화의 성공으로 우주에 관한 수많은 가설을 간접적으로 이해할 수 있는 경험이 축적되었습니다. 웜홀을 통한 시공간의 이동, 다원우주, 멀티버스 우주론, 우주는 인간이 상상할 수 있는 모든 상황을 재해석하게 만듭니다. 인간의 뇌는 3차원 구조에 안정적입니다. 다차원구조를 이해하기 어렵고 시공간의 오류를 받아들이지 못합니다. 남극에서 운석을 찾는 과학자들의 영상을 본 적이 있습니다. 운석엔 우주의 역사가 기록되었다고 합니다. 우주의 기원을 찾기 위한 과학자들의 노력과 열정에 깊은 감명을 받았습니다. 우주는 아는 만큼 이해할 수 있습니다. 선조들은 광활한 우주를 보며 어떤 생각에 잠겼을까요? 대기오염만큼 별의 숫자가 줄어드는 것 같습니다. 하지만 우주는 인류의 생존에 아무런 관심이 없습니다. 천문학을 공부하는 것은 인간 본래의 의미와 목적을 이해하는 것입니다. 광활한 우주 안에서 우린 얼마나 보잘 것 없는 것을 위해 살고 있는지, 미지의 세계를 만나보시길 바랍니다.
- 이 리뷰는 출판사에서 도서를 제공받아 직접 읽고 작성한 리뷰입니다.