9. 인체와 환경-지구와 우주

iV) 지구와 우주

 

1)지구는 유한하다 2)지구의 껍데기 3)지구를 재는 저울과 아르키메데스의 지레 4)지구의 태양돌기 5)지구의 스스로 돌기 6)위대한 태양 7)정다운 달 8)태양의 식구들 9)혜성충돌 10)우주 11)비행접시와 외계인

1) 지구는 유한하다 - 지구의 현주소는 '우주 처녀자리은하단 우리은하 태양계 세번째행성'이라고 할 수 있다. 지구는 구형이며 하루에 한번 자전하고 1년에 태양을 한번 공전한다. 옛날 사람들이나 어린아이들은 지구가 편평하다고 생각했으며 태양과 달이 하루에 한번씩 지구를 돌기 때문에 낮과 밤이 생긴다고 단순하게 생각 했다. 그러나 그리이스와 고대 중국에서 지구는 구형이란 사실이 알려졌고 지금은 인공위성의 사진을 통하여 확인 되고 있다.

지구의 반지름을 처음으로 알아 낸 사람은 에라토스테네스이다. 현재 이집트의 나일강 어귀에는 알렉산드리아라는 도시가 있다. 알렉산더대왕이 정책적으로 건설한 이 도시의 초대 박물관 관장이었던 그는 하지날 정오에 북회귀선에 위치한 시에네의 우물에 그림자가 생기지 않는 이유를 연구한 끝에 지구의 반경을 알아냈다. 지구의 반경은 적도쪽이 극반경보다 약간 크기는 하지만 평균반경은 6,370km이다. 사람이 아무런 물리적 제한을 받지않고 시속 5km로 지구 중심을 향하여 쉬지않고 걸어간다면 6,370km ÷ 5km/시간 = 1,274시간 = 53일이 걸린다. 같은 속도로 지구를 한바퀴 도는데 40,000km ÷ 5km/시간 = 8,000시간 = 333일의 시간이 필요하다. 물론 차를타고 시속 80km로 달린다면 지구중심 까지 80시간=3.3일 이 걸리고 지구를 한바퀴 도는데는 500시간=21일이 걸리므로 어렴풋이나마 지구의 크기를 짐작할 수 있다.

 

2) 지구의 껍데기 - 지구의 표면적을 계산하면 5억 1천만 km2가 된다. 현재 남한의 넓이가 9만9천km2이며 한반도의 넓이가 22만1천km2이므로 지구의 전체 표면적은 남한의 5,100배이며 한반도의 2,300배에 해당한다.

지구의 표면은 육지와 바다로 이루어 진다. 전체 지구표면의 30%가 육지이며 70%가 바다이다. 따라서 육지의 넓이는 1억5천3백만 km2로써 남한의 1,500배 이고 한반도의 700배가 된다. 한민족은 육지의 700분의 1 면적에 모여사는 것이다. 육지의 총면적은 태평양보다도 작다. 태평양의 넓이는 지구표면적의 33% 이다. 바다는 넓고 육지는 좁다고 불평할 수도 있으나 한편으로 생각하면 육지가 좁아 다행이다. 육지가 바다보다 넓었더라면 지금보다도 세계인구가 더 많아 대기나 수질의 오염이 더 심각해 질 것이고 전쟁은 더 빈번하게 발생할 것이다.

육지의 평균높이는 해발 840m로 알려져 있으며 바다의 평균수심은 약 4,000m(4km=10리)로써 태평양의 평균수심과 같다. 동해의 평균수심이 1,350m이고, 황해의 평균수심은 44m 이므로 동해는 서해보다 30배나 깊고 태평양은 서해보다 90배, 동해보다 3배 정도 깊다. 사람의 구보속도가 1분당 130m 정도이므로 동해바다를 구보로 뛰어 내려간다면 바닥까지 약 10분이 소요된다.

바다에서 제일 깊은곳은 해양지각이 대륙지각 밑으로 가라앉는 해구인데 특히, 필리핀 동쪽 1,000마일 정도에 있는 마리아나해구의 수심이 11,034m로 가장 깊다. 이는 육지에서 가장 높은 에베레스트산의 높이 8,840m 보다도 더 깊은 것이다.

사람이 에베레스트산은 맨몸으로 등정을 할 수 있지만 바닷속은 잠수정을 타고 특수공기로 호흡을 하면서 잠수를 해야한다. 사람이 맨몸으로 견딜 수 있는 압력의 한계는 약 5기압이므로 40내지 50m가 맨몸으로 들어갈 수 있는 한계이다. 물론 잠수시간이 아주 짧다면 100m까지 잠수가 가능은 하다. 보통의 잠수조사선(바디스카프)은 거의 500m 이내에서 활동하지만 1961년에 프랑스의 아르키메데스호는 캄차카해구에서 11,000m 까지 잠수하여 이방면에 신기록을 남겼다.

 

3) 지구를 재는 저울과 아르키메데스의 지레 - 지구의 질량은 중력의 법칙을 이용하여 측정할 수 있다. 지구는 워낙 크기 때문에 저울로 직접 무게를 잴 수는 없을 것 같지만 졸리는 저울을 이용하여 지구의 질량을 잴 수 있었다. 또는 진자의 등시성을 이용하여 잴 수도 있다. 이렇게 측정된 지구의 질량은 5.98 x 10의24제곱 kg 이 된다. 너무나 큰 수치라서 감각적으로 느끼기 힘든 값이다. 10의 8제곱이 1억이므로 지구의 질량은 6kg(쇠고기 10근의 질량)의 억x억x억배의 크기가되는 것이다.

인간에 비하여 엄청난 무게 임에도 불구하고 기원전 3세기에 시실리 섬의 시라쿠사에 살았던 아르키메데스는 자신에게 적절한 받침대와 지레를 주면 지구를 들어 보이겠다고 장담을 했다. 과학에 대한 결론을 일반적으로 적용한 말이긴 하지만 문제가 있다. 만일 지구에서와 같은 크기의 중력장에서 지구를 들게 할 때, 아르키메데스의 체중이 80kg이라고 하고 지렛대의 무게를 무시할 경우 그 길이는 7.5x10의19제곱 km 가 되어야 한다. 이 길이는 태양과 지구 사이의 3천억배 인 것이다. 이만한 지렛대가 준비될 지라도 아르키메데스는 지레의 끝에 갈 수가 없다. 너무나 멀기 때문이다. 또 현재의 지구는 공전을 하므로 공전하는 지구를 들기 위해서는 먼저 정지시켜야 하는데 그 에너지는 '4)지구의 태양돌기'에서 계산한 결과처럼 엄청난 것이다. 설령 지구가 정지했을지라도 지구의 중력을 무시하면 무중력상태가 되기 때문에 지레를 쓸 수가 없는 것이다.

지구의 내부는 대부분 철로 이루어져 있기 때문에 지구질량의 주범은 철이라고 할 수 있다. 쇳덩어리 지구 ! 결국, 지구가 구형임에도 불구하고 지구 표면의 어디에서든지 땅에 발을 딛고 하늘로 머리를 둘 수 있는 것은 지구질량에 의한 중력이 작용하기 때문이다.

 

4) 지구의 태양돌기 - 지구는 태양을 돌고 있다. 태양과 지구는 1억 5천만 km 떨어져 있지만 만유인력으로 묶여서 상호작용을 하고 있는 것이다. 빛이 태양을 떠나 우리의 머리에 닿기까지는 8분 20초가 걸린다.

지구와 태양은 거의 동시에 만들어진 것으로 설명하고 있다. 프랑스의 수학자이며 과학자인 라플라스가 19세기에 제안한 성운설이 발전하여 현대천문학에서 별과 행성의 탄생원리를 설명하는 이론이 되었다. 성운설에 의하면 수성이나 금성, 화성,목성, 토성 등이 동시에 생겨나고 티끌들이 같은 방향으로 회전하므로 각 행성들의 공전궤도면이 일치하는 것이다. 즉, 같은 평면내에 행성들이 놓여 있기 때문에 행성을 관측하기 위해서는 낮에 태양이 지난 하늘의 길을 잘 알아 두어야 한다.

팽이는 팽이채로 맞아야만 회전력이 생겨 똑바로 설 수 있다. 지구도 태양 주위를 돌지 않으면 태양에 빨려 들어갈 것이다. 지구는 언제나 움직이며 같은 운동을 반복하고, 자전축이 공전궤도면에 대하여 수직이 아니라 기울었기 때문에 계절의 변화가 생기는 것이다. 지구는 태양주위를 1초에 29.87km, 약 30km의 속도로 돌고 있다. 1초에 75리를 달린다는 것은 10만km/h의 속도를 의미하며 이는 자동차 100km/h 의 1000배나 되는 속도이다. 그래도 어지럽지 않은 것은 기차를 탈 때와 마찬가지로 우리도 지구에 실려 같은속도로 움직이기 때문이다.

사실 지구의 공전속도가 크기 때문에 진공과 유사한 우주공간을 지구가 헤치고 나아 갈지라도 굉음이 들려야 한다. 그러나 우리는 지구가 우주공간을 나르는 소리를 듣지 못하고 있다. 그것은 공기가 대부분 지상 4km의 범위에 밀집되어 있기 때문이다. 엄밀하게 따질 때 하늘의 높이는 끝이 없다고 하지만 과학적으로는 1000km 상공까지를 하늘로 보고 있다. 따라서 우주공간과 지구의 경계지역에는 공기가 너무나 희박하기 때문에 마치 솜과같은 상태가 되므로 소리가 나지 않는 것이다.

지나치게 물리적이기는 하지만 지구의 공전에너지를 1초에 몇마리의 말이 끄는 것과 같은지를 계산할 수 있다. 3.5 x 10의 30제곱 마력이 된다. 마력이란 단위는 건장한 말 한마리가 1초에 할 수 있는 일의 크기를 의미하며 177cal/초 이다. 3.5의 계수를 무시하더라도 엄청난 말의 수가 된다. 이는 세계 인구를 60억이라고 계산할 때 세계인구와 같은 말의 수에 아직도 10의 20 제곱 배인 것이다. 지구의 공전에너지는 자전에너지의 약 1만배 이다.

 

5) 지구의 스스로 돌기 - 지구는 공전을 하면서 자전을 한다. 자전이란 스스로 돈다는 것이며 자전하기 때문에 낮과 밤이 나타나는 것이다. 햇빛이 비추는 쪽은 낮이 되며 반대편은 밤이 된다. 따라서 계절에 따라 여름밤에 나타나는 별들은 겨울낮에 뜨고 가을밤에 뜨는 별은 봄에 낮에 뜬다. 낮에는 별빛이 햋빛에 녹아내려 별을 볼 수 없을 뿐이다. 24시간에 지구는 한번 자전한다. 따라서 지구표면에 붙어서 살고 있는 우리는 레코드판 위에 있는 것처럼 회전하는 속도를 갖게 된다.

적도에 있는 사람은 1초에 463m 를 돌고, 우리나라 사람들은 북위 38도로 계산하면 1초에 365m의 속도로 회전하고 있다. 그래도 어지럽지는 않다. 붙어 있기 때문이다. 그러나 심리적으로는 영향을 받고 있는지도 모르겠다. 사는것이 순탄하지만은 않기 때문이다. 인생은 어지러운 것이다.

지구가 단순히 공전과 자전을 했다면 계절의 변화는 없었을 것이다. 사실 지구의 북극과 남극을 잇는 자전축이 공전궤도면에 똑바로 서있지를 못하고 23.5도 만큼 기울어있기 때문에 4계절이 뚜렷이 나타나는 것이며 북회귀선과 남회귀선이 생겨난 것이다. 신의 조화인지 자연스러운 것인지 바로 답하기가 어려운 일이다.

그러나 스위스 사람인 데니켄은 흥미로운 설명을 하고 있다. 남아메리카에 콜럼비아라는 나라가 있다. 마약으로 유명한 나라이다. 이 나라에는 지하동굴이 있는데 굴이 4각으로 벽면과 벽면 사이는 서로 직각을 이루고 있으며 회랑과 큰방이 있다. 원시적인 방법으로는 도저히 만들 수 없는 동굴이란 것이 데니켄의 생각이다. 데니켄은 이 동굴을 외계인이 뚫었다고 보고 있다. 예전에 문명이 고도로 발달한 두 별에 외계인이 살고 있었는데 서로 사이가 좋지 않았다. 한별의 외계인이 다른 별을 공격하여 그 행성을 폭파시켰다. 별들의 전쟁이 벌어진 것이었다. 폭파 당한 별의 일단의 외계인들이 우주선을 타고 도망을 쳤다. 공격자들은 후환이 두려워서 추격을 했을 것이다. 도망자들도 추격해 오는것을 눈치채게 되었다. 지루한 도망과 추격이 우주공간에서 벌어진 것이다. 도망자들이 이윽고 지구에 도착했다. 그들은 동굴을 뚫어 몸을 숨겼다. 화성과 목성사이에 있는 한 행성에 숨은 것처럼 위장한 다음 지구에 숨었던 것이다. 추격자들은 나중에 도착하여 위장한 행성을 일시에 폭파시켰다. 행성은 당시의 폭발로 소행성으로 깨어지고 태양계의 힘의 균형이 일시에 일그러지는 바람에 지구의 자전축이 기울었다고 데니켄은 가정하고 있는 것이다. 이때 기후의 변화가 심하게 일어났는데 이것이 노아의 홍수일 것이라는 가정도 하고 있다. 외계인은 후에 지구를 떠났던가 홍수에 희생 당했겠지만 알 수는 없는 일이다.

사실이라 할지라도 증명할 수 없는 일과성 사건이므로 과학적으로 다루기가 곤란하다. 재현성이 없다는 것이 우주탄생에 대한 이론을 인정하지 못하는 것과 같다. 힐체어에 앉아 생활하는 영국인 물리학자 스티븐 호킹이 노벨 물리학상을 받지 못하는 이유가 여기에 있다.

현재 공룡이 멸종한 원인을 혜성충돌에 의한 것으로 설명하는 것처럼 지축이 기운 이유를 혜성의 충돌로 설명하는 경우, 구체적 증거가 지층으로 확인될 수 있다면 설명이 가능할 것이다.

지구의 자전길이 즉, 하루의 길이는 점점 길어지고 있다. 변화의 정도가 심하지는 않지만 공룡이 번성하던 1억년 전에는 지금의 자전속도 보다 빨랐기 때문에 하루의 길이는 지금보다 17분 정도 짧았을 것으로 계산된다. 더욱이 미국의 지질학자인 웨일즈는 지금부터 약 4억년 전에는 하루의 길이가 22시간이고, 1년은 400일 이었다는 사실을 주장하기도 했다. 왜 지구의 자전속도는 점점 느려지는 것일까? 그것은 바닷물의 밀물과 썰물의 마찰력에 의한 제동이 걸리기 때문이다. 이 제동력의 크기는 20억 마리의 말이 자전을 방해하는 것과 같은 크기이다. 지구의 자전에너지는 말 3.4x10의26제곱 마리가 1초 동안 끄는 에너지와 같으므로 20억 마리의 1.7x10의17제곱 배인 것이다. 따라서 20억마리의 제동력은 미소한 것이다. 그러나 자전에 영향을 미쳐 10만년에 하루의 길이가 1초 만큼 길어지게 한다.

 

6) 위대한 태양 - 우리는 태양을 해라고 부른다. 해가 뜨기전에 일어나 떠오르는 해를 바라보는 사람은 부지런한 사람이고 해가 먼저 떠올라 깨워야만 일어나는 사람은 게으름뱅이가 된다. 해는 자체로서 밝음과 희망의 상징이 되었으며 고대 잉카나 아즈텍 및 이집트에서는 위대한 존재이며 절대자이기도 했다. 프랑스의 루이14세를 태양왕으로 부르는 것이나 중국이나 우리나라에서 절대군주를 태양에 비유한 것도 같은 관점에서 시작된 것이다. 불변, 영원, 강력한 힘에 대한 원천이기 때문이다. 사실 지상에 사는 모든 생물의 생명의 근원이 태양이라고 해도 과언이 아닌 것이다. 그리고 인간이 사용하는 동력중에서 원자력과 지열을 제외한 화석에너지, 풍력에너지, 조력에너지등도 태양에너지가 그 근원이며 자연앞에 인간의 무력함을 일깨우는 태풍까지도 에너지원은 곧 태양인 것이다. 따라서 태양에게 감사하는 마음을 갖는 것은 지극히 당연한 자세라고 할 수 있다.

태양의 크기는 지구의 약 100배 이다. 그러나 체적은 1차적 길이의 세제곱에 비례하므로 태양의 체적은 지구의 100만배인 것이다. 지구가 100만개가 모여야만 태양만해 진다고 할 수 있는 것이다. 그러나 질량까지 100만배가 되지는 않는다. 태양은 지구처럼 고체상태가 아니고 기체상태이기 때문에 질량은 지구의 30만배 정도가 된다. 태양은 자전하는데 태양의 적도 지역은 자전주기가 25일이며 극지역은 30일 정도가 걸린다. 이처럼 위치에 따라 자전주기가 다르기 때문에 태양이 기체라고 보는 것이다. 태양의 활동이 격렬해지면 흑점이 발생하는데 이때 극지역의 상층대기에는 오로라가 황홀하게 피어오르며 통신장애가 발생하고 지구의 자기장이 교란을 받는다. 흑점은 11년을 주기로 발생빈도가 변화한다. 고려사의 천문편에도 오수정으로 흑점을 관측한 기록이 많이 남아 있다. 임금은 곧 태양이므로 태양에 오점이 발생하는 것은 왕권의 위험신호였기 때문에 태양의 변화를 예의 주시한 결과라고 할 수 있다.

태양의 표면온도는 6,000도로써 끓는 물보다 60배나 더 높은 온도이기 때문에 지구에서도 마치 불을 가까이서 쬐는 것처럼 따듯한 것이다. 태양으로 부터 지구로 보내지는 에너지는 1분에 2.5x10의18제곱 cal가 된다. 이는 250억톤의 물을 0도에서 100도로 데울 수 있는 막대한 에너지인 것이다. 그러기 때문에 지상의 생물들이 모두 먹고 살 수 있는 것이다. 태양의 에너지는 수소폭탄의 원리가 되는 핵융합반응에 기초를 두고 있다. 언제쯤 태양이 식을 것인가 하는 계산은 경우에 따라 큰 차이를 보이지만 단시일에 식지는 않을 것이다. 다만 태양의 연료인 양성자가 고갈될 때가 가까워지면 태양은 팽창할 것이고 그때는 지구도 태양속에 들어가게 될 것이다.

태양도 한 지점에 정지해 있는것은 아니다. 태양은 우리가 은하수라고 부르는 우리은하의 중심주위를 2억년에 한바퀴 돌고 있다. 지금 태양의 위치는 공룡이 번성하던 그때와 같은 위치에 다시 돌아 온 것이다. 지구가 생긴이래 지금까지 태양은 은하를 23번쯤 회전한 셈이다.

태양이 은하를 공전하는 속도는 1초에 250km를 달리는 속도이다. 말하자면 서울과 부산 사이의 거리를 단 2초에 주파하는 것이다. 지구는 달리는 태양 주위를 30km/초의 속도로 공전하고 또 자전을하며 쓰러져가는 팽이처럼 자전축이 회전하는 소위 세차운동을 하고 있는 것이다. 외계인이 먼 우주에서 지구인을 관측한다면 저렇게 어지러운 곳에서 인간들은 어떻게 사는가하고 신기해 할 것이 틀림없다. 우리 은하가 어떻게 움직이고 있는지는 아직 밝혀지지 않았다. 그러나 어떻게든 인접은하와 상호작용을 하면서 운동을 할 것이다. 움직여야만 우주내에서 균형을 유지할 수 있는 것이니까. 우주에서 정지는 곧 함몰을 뜻하는 것이다.

 

7) 정다운 달 - 이태백이 놀던 달은 동심의 세계에서 언제나 교교하게 비추고 있지만 이제는 서정어린 달이 더 이상 아니다. 얻는 것이 있으면 잃는 것이 있게 마련인 우리의 인생을 잘 보여주는 사례라고 생각된다. 동화속에서 달은 두마리의 토끼와 함께 떠오르고 떡방아를 찧을 정도로 풍요롭게 상상되는 동경의 대상이었으며, 정월 대보름달은 소박한 신앙의 대상이 되었던 일종의 유토피아 였다. 그래서 아폴로11호가 달에 갔을 때도 다른나라 사람들은 과학의 힘을 한 껏 찬양하고 현대인의 자부심을 느꼈겠지만 우리나라 사람들은 옥토끼만 생각하고 우주인에 쫓겨난 토끼만을 아쉬워 했다. 토끼는 없었다. 그것은 움푹 들러간 검은 현무암의 모습에 불과했다.

반면에 서양에서 달은 지상과 천상의 경계에 있는 천체라고 생각했다. 중세기에 단테는 지성인이었지만 종교적 관점을 벗어나지는 못했다. 그는 서구의 전통사상에 입각해서 지상은 인간들의 세상이라 나고 병들고 죽어서 썩어가는 변화무쌍한 세계이지만 달 너머의 세계는 신의 세계라서 영원불변의 세계라고 했다. 달은 위상변화가 있기 때문에 변하는 것이 확실했기 때문이다. 서양인들이 달을 좀더 과학적으로 대한다는 사실은 달이 태양을 가릴 때 나타나는 일식현상을 이용하여 아프리카의 미개인으로 부터 위기모면을 하는 희화적 묘사에 잘 나타난다.

달은 지구의 유일한 위성으로서 27.3일=27일8시간 에 지구를 한번 공전하며 한번 자전한다. 공전과 자전주기가 같기 때문에 우리는 지구에서 달의 한쪽 얼굴만 보게된다. 그러나 달의 위상변화의 주기는 29.5일 이므로 음력의 1달은 29일과 30일로 번갈아 주어지는 것이다. 달의 궤도는 타원이기 때문에 지구에 가장 가까운 경우는 36만3천 km이고, 먼 경우는 40만5천km가 되므로 평균 38만4천km로 달의 거리를 나타낸다. 지구와 달 사이에 지구를 놓으면 약 30개를 끼울 수 있다. 달까지 걸어서 갈 수 있다면 한시간에 5km를 걷는 속도로 8년280일을 밤낮없이 걸어야 한다.

달의 크기는 지구의 4분의 1이며 무게는 80분의 1에 불과하다. 공전속도는 1초에 약 1km 를 달리는 정도이다. 하지만 이는 지구가 정지해 있다는 가정하에 계산된 속도이므로 태양을 공전하는 지구를 도는 달의 공간상의 실제 속도는 지구의 공전속도 30km/s와 같다. 이에 태양의 은하회전속도와 우리은하의 팽창속도까지 고려한다면 상상을 초월할 정도로 빠르게 움직이는 달이며, 천체이다.

달이 지구에 미치는 중요한 특징은 밀물과 썰물을 일으키는 기조력이라 할 수 있다. 프랑스의 랑스지방에 설치된 조력발전소는 6만5천kW의 발전을 하는데 바로 밀물과 썰물의 흐름을 이용한 것이다. 우리나라의 인천 앞바다도 조석 간만의 차이가 랑스와 같기 때문에 조력발전의 좋은 후보지이지만 건설비가 워낙 많이 들어서 한동안 검토하다가 지금은 중단된 상태이다. 하여튼 조류만이 달의 기조력으로 나타나는 유일한 현상은 아니다. 적도지역의 지구의 표면까지도 20cm 만큼 올라갔다 내려갔다 한다.

달이 어떻게 만들어 졌는지는 아직 잘 알지 못한다. 다만 달이 지구의 인력에 이끌려 점점 지구에 접근하고 있고 따라서 공전속도가 증가하여 언젠가는 달이 두조각으로 쪼개질 것이라는 사실을 유명한 물리학자 러더포드의 손자가 계산하였다. 이는 달의 내부가 텅 비었다는 가정에서 출발하는데 이는 아폴로11호의 실험관측에 의해 어느정도 근거가 있는 가정이라고 할 수 있다. 그러나 이 계산이 사실이라고 할 지라도 인간들은 관측할 수 없다. 그때는 태양이 지구를 삼켜버린 이 후가 될 것이기 때문이다.

 

8) 태양의 식구들 - 태양의 인력권내에 속한 식구들이 태양계를 이루고 있다. 태양이 주가 되고 그 주변의 행성, 위성, 혜성, 소행성 들이 식솔이 되는 셈이다. 태양계의 총 질량의 99.8%를 태양이 차지하고 있다.

지금이야 국민학교만 졸업을 해도 지구가 태양을 돈다고 서슴없이 말하지만 중세기에는 사정이 달랐다. 당장 눈앞에 보이는 바위나 산을 옮기기도 힘들고 불가능한데 이 모두가 바람개비 처럼 쉽게 돈다고 말하기는 불합리하게 생각 되었던 것이다. 반면에 하늘에 보이는 별이나 태양은 손톱 보다도 작기 때문에 쉽게 돌릴 수 있으리라 여겨졌던 것이다. 운동에는 원동력이 필요하다는 사실을 이해하게 된 후의 고민은 천사가 행성이나 태양을 매일같이 밀고 다닌다고 설명하므로써 해결할 수가 있었다.

그러나 코페르니쿠스는 과감하게 무거운 지구를 16세기 부터 돌리기 시작했고 지금도 여전히 돌고 있다. 코페르니쿠스는 폴란드 사람으로서 20세에서 30세 까지 이탈리아에 유학을 했다. 귀국한 그는 법률가, 의사이기도 했지만 성직자로 있으면서 틈만나면 별을 관찰했다. 당시는 프톨레마이오스의 천동설이 천문학의 정설로 인정받고 있었기 때문에 코페르니쿠스도 천동설에 입각해서 관측사실을 계산하곤 했다. 그러나 천동설로 천체현상을 설명하기란 아주 복잡하고 지루했다. 코페르니쿠스는 성직자 답게 전지전능한 하나님이 이렇게 지저분한 하늘을 만들리가 없다는 신념을 갖고 그리이스의 문헌을 뒤적이다가 지동설을 찾게 되었던 것이다. 그후로 계산이 간단해 졌다. 당시의 교황도 기뻐했다고 전한다. 전지전능한 능력을 증명한 셈이기 때문이다. 그러나 코페르니쿠스는 생전에 지동설을 일반인에게 공표하지는 않았다. 조롱거리가 될까 두려웠기 때문이다. 서구의 전분야에 걸쳐 영향을 끼치게 되는 지동설은 그런 이유로 코페르니쿠스가 죽은 후에 책으로 발표되었던 것이다. 여하튼 코페르니쿠스의 지동설은 케플러나 뉴톤이 나올 때까지 불완전 했다. 행성의 공전궤도는 타원인데 완전한 원이라고 믿었기 때문이다.

행성에는 태양에 가까운 순서로 수성,금성,지구,화성,목성,토성,천왕성,해왕성,명왕성이 있다. 글자수가 3개인 행성은 육안으로 볼 수 없고 망원경으로 볼 수 있다. 한 때는 수성의 안쪽에 행성이 더 있을 것으로 믿겨진 적이 있었다. 이름은 발칸으로 아직도 미련을 버리지 못한 분들의 추적이 계속되고 있다.

지구의 달과 같은 위성이 태양계에 60여개가 있는 것으로 밝혀 졌다. 행성탐사선인 보이저2호가 1초에 11km의 속도로 날아가면서 각 행성을 탐사하는 과정에서 여러 위성을 발견한 결과이다.

대기가 없는 수성의 낮온도는 430도이고 밤의 온도는 영하170도 까지 떨어진다. 수성은 주로 낮에 뜨기 때문에 1년에 서너차례 동 서쪽에서 아침 저녁으로 잠깐 동안만 관측할 수 있다. 달보다 1.4배 크며 마리너10호가 탐사 했다.

금성은 낮의 온도가 470도 까지 올라 가는데 이는 금성의 대기가 짙은 이산화탄소이므로 온실효과가 나타나기 때문이다. 금성의 대기압은 90기압 이다. 따라서 금성 표면에 서있는 것은 지구에서 수심 900m의 물속에 있는 것과 같다. 10대 이상의 우주선이 착륙한 금성의 크기는 지구와 같으며 이미 상세한 지도가 작성되어 있다. 샛별이라고도 불리는 금성은 달과 같이 모양의 변화가 뚜렷하다. 이 위상변화는 갈릴레오가 처음으로 알아 냈다.

화성은 지구의 절반만한 크기의 붉은 행성이다. 산화철 때문에 붉은 것이지만 지구인에게는 두려움과 공포의 행성으로 비춰졌다. 이런 이유로 2개의 위성이 포보스(두려움)와 데이모스(공포)라는 이름을 얻게 되었다. 하루의 길이가 지구와 같고 강물이 흐른듯한 흔적이 운하로 생각되어 화성인이 있을것으로 믿어지는 바람에 혹성탈출이란 영화까지 만들어 졌다.

목성은 지구보다 11배나 크다. 16개의 위성을 갖고 있으며 수소와 헬륨이 주성분을 이루는 행성이다. 가장 크고 무거운 행성으로서 태양이 되려다 만 것으로 보여지며 17세기 부터 없어지지 않고 지금도 관측되는 거대한 대기의 소용돌이가 있다.

토성은 17개의 위성을 거느리며, 지구의 약 10배 정도의 크기이다. 목성,천왕성,해왕성이 모두 고리가 있지만 토성의 고리가 가장 크고 아름답다. 토성의 고리의 폭은 약 7만km가 된다. 한개의 고리 폭이 9 내지 50m이므로 총 고리수는 1만개가 넘는다. 고리는 쌀알 크기에서 지름 약 10m인 것까지 다양한 크기를 갖는 얼음 알갱이 이다. 보이저1호가 토성고리를 통과할 때 고리의 물질들과 부딪히는 소리를 지구로 전송했는데 이를 음반에 담아 '보이저 교향곡'란 이름으로 시판한 적이 있다.

소행성은 화성과 목성 사이에 흩어져 있는, 작은 알갱이 부터 1,000km 지름의, 다양한 크기의 행성으로서 4만개가 넘는 것으로 보인다. 티티우스와 보데의 공식으로 부터 예측되어 찾아낸 행성대 이다.

유성은 밤하늘의 불꽃놀이를 방불케 하는 멋진 연출을 하기 때문에 눈에 익숙하다. 유성은 하루에도 밤낮없이 수만개가 떨어지는데 0.1g 정도의 질량을 갖는 것이 대부분이다. 유성 때문에 지구의 질량은 1년에 1천톤 가량 증가한다. 유성이 지상에 떨어 지면 운석이 된다. 직경이 20cm 정도만 되어도 운석으로 떨어지게 되는 것이다. 1972년에 호주에 떨어진 마티슨 운석에서 16종의 아미노산이 검출 되었는데 이중에서 11종은 지구상에 없는 아미노산 이었다. 이런 이유로 생물의 우주도래설이 주장되는 것이다.

 

9) 혜성 충돌 - 1910년 5월에 혜성과 지구의 충돌이 염려되어 전 세계 사람들이 공포와 실의에 빠졌던 적이 있었다. 다행히 헬리혜성의 꼬리가 지구의 대기에 닿았을 뿐 충돌은 없었다. 헬리 혜성은 76년을 주기로 긴 타원운동을 하는 얼음덩어리로 머리의 직경은 12km(30리)이며 질량은 300억톤이고 태양에 접근하면 긴 꼬리가 생긴다.

1908년 시베리아의 퉁구스카 지방에서 혜성의 충돌일 것으로 보이는 사건이 일어 났다. 직경 30km의 숲이 없어지고 주변의 나무들이 한방향으로 쓰러졌다. 충돌은 소행성과도 일어 날 수 있다. 화성과 목성사이에만 소행성이 있는 것은 아니고 태양계 어디에든 행성과 같이 공전하는 소행성이 있다. 천문학자에 의하면 직경 800m 정도의 소행성 100여개가 지구 옆을 스치며 공전한다고 한다.

소행성이나 혜성과 지구가 충돌한다면 엄청난 지진이 일어날 것이고, 지각 내부에 충격을 주어 연쇄적인 지진과 화산폭발을 일으킬 것이고, 소위 소행성의 겨울이 찾아들어 엄청난 기후변화가 초래될 것이다. 실제로 공룡이 지금부터 6천 5백만년 전에 일시에 멸종한 원인이 소행성 충돌이라는 사실이 지질학자들에게는 이미 보편화된 결론이다. 두려운 일이기는 하지만 지구와 소행성과의 충돌은 언제나 가능성이 열려있는 것이다. 달이나 다른 행성에 소행성과의 충돌에 의한 흔적이 크레이터로 남아 있는것을 볼 수 있다. 혹자는 지구의 대기가 방어막 역할을 하기 때문에 안전하다고 말하지만 미국 애리조나의 밸린저 운석 구덩이를 보면 생각이 달라질 것이다.

 

10) 우주 - 밤하늘의 별을 바라다 보는 일은 호기심의 시작이며 신비로운 신에 대한 경외심을 발동시켜 겸손한 마음을 갖도록 한다. 자연철학의 시조이며 물이 만물의 근원이라고 했던 탈레스도 밤하늘의 별을 관측했다. 등불을 든 시종과 함께 밤길을 걸으며 별을 관측하던 탈레스가 연못에 빠진 일이 있다. 그때 시종이 '발 아래 연못도 못보시면서 어찌 먼 곳의 별을 관측한다 하실 수 있습니까?'라고 말하자 진리탐구는 눈앞의 이득을 생각지 않는 것이란 요지의 답변을 했다고 한다. 칸트도 밤하늘의 별을 예찬한 적이 있었고, 고대문명이나 전제군주 시절에도 별에 관한 관측을 게을리 하지는 않았다.

별은 호기심의 시작으로써 어린시절에 밤하늘의 별이 갑자기 눈에 들어 왔다면 그것은 의식의 성장을 의미한다고 할 수도 있다. 그리이스, 로마의 신화에 얽힌 별자리나 우리의 견우직녀와 같은 설화속의 별자리를 자주 만나면서 자라나는 동심에는 티끌이 없다. 그러나 별을 실제로 이해하고 별자리를 기억하지는 못한다. 밤마다 별은 빛나건만 별을 관측하는 진지함이 결여되어 있다. 예전에 시골에서는 여름밤에 마당에 멍석을 깔고 저녁을 먹은 후 모기불을 피우고 앉아, 견우와 직녀의 이야기를 들었기 때문에 은하수의 동서쪽에 있는 견우와 직녀성을 찾아 보려고 애를 쓰던 기억이 있었지만 지금의 도시에서는 가로등 불빛과 대기오염 때문에 북두칠성이 어디 있는지 조차 알지 못하고 성장한다. 로마시대에는 북두칠성의 한 별이 두개로 이루어진 것을 볼 수 있는지의 여부로 군사들의 시력검사를 했다고 전해진다. 이 방법에 의하면 현재의 어린이들은 여러가지 이유 때문에 시력검사에 불합격할 것이다.

태몽으로 별꿈을 꾸면 좋은 것으로 알려져 있다. 삼국유사에서 별꿈은 위대한 인물을 하늘이 점지해 주는 것으로 시사하고 있다. 자장율사는 그의 어머니가 꿈에 별이 품으로 떨어지는 꿈을 꾸고 잉태하여 석가모니 탄생일인 4월 초파일에 낳았다고 하며, 원효는 그의 어머니가 유성이 품안에 들어오는 꿈을 꾸고 잉태하고 해산할 때는 오색구름이 땅을 덮었다고 한다. 또, 김유신은 그의 아버지가 화성과 토성이 자기에게 떨어지는 꿈을 꾸었고 어머니는 그 다음날에 동자가 금갑을 입고 당중에 들어오는 꿈을 꾸고 잉태하여 20개월 만에 낳았다고 전한다.

밤하늘에 육안으로 보이는 별들 중에서 수성,금성,화성,목성,토성을 제외한 다른 별들은 모두 태양과 같이 스스로 빛을 내는 항성이다. 약 6천개 정도의 별을 볼 수 있다. 별은 하루에 4분 씩 늦게 떠오르기 때문에 이 시간이 누적되면 계절에 따른 별자리의 변화가 일어나는 것이다.

한스 베데 이래로 별들도 일생을 가지며 영고성쇠의 고리에서 벗어나지 못한다는 것을 알게 되었다. 별들은 질량에 따라 최종적인 종말의 상태가 달라진다. 보통사람에게도 유명한 소위 블랙홀은 태양보다도 12배 이상이나 질량이 큰 별의 최종상태인 것이다.

밤하늘에 남북으로 길게 걸쳐진 은하수는 수많은 별들의 모임이다. 갈릴레오가 스스로 제작한 망원경을 통하여 처음으로 이 사실을 알아 냈다. 우리의 태양도 바로 이 은하에 속해 있다. 태양의 회전으로 부터 우리은하의 질량을 계산할 수 있는데 태양의 1,500억배에 달하기 때문에 우리 은하에는 태양과 같은 별이 1,500억개가 모여 있다고 보는 것이다.

우주에는 우리은하와 같은 은하가 대략 1,000억개 쯤 더 있다고 보고 있다. 참으로 방대하기 그지 없다. 이 우주속의 모든것이 무에서 창성되고 생성 초기에는 소립자 보다도 더 작은 10의 -34제곱 cm 의 크기를 가졌다는 것을 이해하기는 쉽지 않다. 눈에 보이는 모든것과 보이지 않는 모든것이 이렇게 작은 공간에 갖혀 있다가 일시에 팽창하여 현재의 우주를 구성했다는 이론이 빅뱅(대폭발)이론인 것이다. 호킹과 비렌킨이 연구하고 많은 젊은이들이 몰두하는 주제이기도 하다. 우주는 지금도 팽창하고 있다. 이 팽창연구를 통하여 우주의 나이도 알 수 있고, 우주의 크기도 알 수 있다.

우주의 크기는 150억 광년이 된다. 1광년의 길이는 빛이 1년동안 진행한 거리로서 9조5천억km의 거리가 된다. 우주는 방대한 것이다. 우주는 유한하지만 끝이 없다고 말해 진다. 지구의 표면을 따라 계속 앞으로 나아가면 언젠가 제자리로 돌아 온다는 말이 있다. 우주도 구면기하각의 공간을 가지고 있기 때문에 계속 앞으로 걸어 갈 수 있다면 제자리로 돌아 온다. 그러므로 원처럼 시작과 끝이 없으며 유한한 것이다. 우주의 반경을 빛이 진행하는 시간이 곧 우주의 나이가 된다. 우주는 탄생한지 150억년이 되었다. 우주가 탄생한지 100억년 정도가 지난 다음에야 비로소 태양과 함께 지구가 생겨난 것이다.

 

11) 비행접시와 외계인 - UFO의 대명사처럼 지칭되는 비행접시에 관한 풍문은 듣기만 해도 솔깃해지는 매력이 있다. 일상의 단조로운 생활에 빠진 사람들의 상상력을 자극하고 무한한 우주를 잠시나마 머리속에 떠올리도록 하기 때문이다.

비행접시의 출현을 목격했다고 주장하는 사람의 수는 많다. 사진을 제시하는 경우도 많이 있다. 그러나 많은 사진이 부정확하고 조작되었으며 자연현상을 찍은 것이란 사실이 미국의 국회 UFO 청문회에서 밝혀졌다. 심지어 외계인과 대화를 하고 UFO 우주선을 타고 여행을 했다는 사람들이 경험담을 늘어 놓기도 한다. 그러나 여러가지로 그들이 말하는 외계인은 문제가 있다고 생각된다. 영화 ET에 보면 외계인이 등장한다. 많은 경험자들이 말하는 외계인의 형상도 영화의 ET와 크게 다르지 않다. 그러나 실제로 외계인이 있다면 그런 모습은 아닐 것이다. ET의 외계인은 너무 허약하고 비록 어린애 일지라도 행동이 어리섞고 바보 스럽다. 적어도 비행접시를 만들어 우주여행을 할 정도의 외계인이라면 건강하고 영리하며 단단한 신체를 가져야 할 것이다.

외계인의 지구방문에 대한 이유도 다양하게 주장되고 있다. 지구를 감시하기 위한 것이라고 한다든가, 지구가 외계인의 인간목장이나 시험장소라는 주장도 있다. 이들의 주장에 따르면 외계인이 가끔씩 지구에 들러 버뮤다 삼각지나 위도 60도의 특정지역에서 선박, 비행기등을 샘플로 채집하기 때문에 이 지역의 실종사고가 빈번하다는 것이다. 또는 이스터 섬의 석상이나 피라미드의 건축, 페루 남부에 있는 나스카평원의 여러가지 그림들이 외계인과 관련이 있다고 주장하고 있다. 심지어 동양의 용은 외계인의 우주선을 동물적으로 형상화한 것이라고 까지 주장한다. 그러나 곰곰히 되새겨보면 과대 해석이란 생각이 든다. 그러한 일들이 외계인의 소행이라면 너무 허술하다는 생각이 든다. 사람들은 규모가 대단하고 이해할 수 없으면 대충 외계인의 소행이라고 해석하려 하는 경향이 있는것 같다. 그리고 고대인들의 능력을 무시하는 경향이 있는 듯 하다.

아인시타인의 상대성이론에 의하면 빛의 속도보다 더 빠르게 움직이는 질량을 가진 물체는 없다. 따라서 설령 외계인이 있을 지라도 지구를 방문하기에는 너무 멀리 있기 때문에 UFO와 외계인의 연관성은 옳지 못한 것 같다. 우주의 법칙은 에너지법칙에 위반되는 행동을 하지는 않는다. 물론 사람들이 우주에 대하여 모두다 알지는 못하고 있지만 기본적인 법칙은 지구상에도 작용하고 있기 때문에 최소한 이해는 하고 있다고 할 수 있다. 호킹의 우주에도 외계인이 특별한 방법으로 이동한다는 말은 없다. 호킹의 이론은 근본적으로 상대성원리의 범주를 뛰어 넘지는 못하고 있는 것이다.

그러나 외계인이 우주의 어디엔가 존재할 가능성은 부정할 수 없다. 일반론이기는 하지만 광대한 우주가 인간을 위한 단순한 장식품으로 보이지는 않는다. 그것은 너무나 비경제적인 에너지의 낭비에 불과하기 때문이다. 자연은 에너지의 사용을 적절한 선에서 법칙에 따라 사용하는 자기내에서 닫힌 시스템인 것이다. 외계인이 존재할 조건은 물이 있어야 한다. 그것은 물리, 화학, 생물학적으로 규명되어야 할 것이기는 하지만 현재 인간의 지식으로는 다른 액체 수소나 기체의 상태에서 생물이 탄생하는 모델은 갖고 있지 못하고 있다. 즉, 우리는 지구와 환경이 같은 경우에만 생물이 존재할 수 있다고 보는 것이다. 적어도 태양계의 다른 행성에는 외계인이 없음이 밝혀져 있기 때문이기도 하다.

천문학자들에 의하면 태양 주변의 별을 관측한 결과 약 15개 중에 3개의 별이 행성을 가지고 있다고 한다. 이들 중에서 지구와 같은 환경의 행성이 존재할 근거를 제시하는 어떤 설명도 없기는 하지만, 행성을 갖고있는 별 300개 중 하나에 지구와 같은 행성이 있다고 보면 우리은하에 1억개의 지구와 유사한 행성이 있는 셈이다. 그러므로 우주에는 1천억개의 지구와 같은 행성이 있다고 할 수 있는 것이다. 왜 생물이 우주내 어딘가에 있어서는 안 되는 것인가? 이유가 있다면 전적으로 과학과 상관이 없는 종교적 이유만 있을 수 있다.

생명을 대하는 입장은 크게 두가지가 있다. 창조론과 진화론이 그것이다. 인간의 이성에 근거를 두고있는 과학적 주장은 물론 진화론이다. 창조론을 주장하는 분들은 근본 출발점을 종교에 두고 있다. 가끔 열역학제2법칙에 따라 엔트로피로 창조론자들이 진화론자를 공격하는 경우가 있지만 엄밀한 의미에서 창조론자는 실수를 하고 있다고 볼 수 있다. 상대편의 무기로 상대를 이기려하는 무모함이 있기 때문이다. 또, 진화론자들이 과학적인 해명을 유보하거나 증거불충분으로 답변할 수 없는 사실을 공격하지만 부질없는 것이다. 철학자가 과학적으로 논거를 피고 연구를 한다면 그는 이미 철학자가 아니라 과학자라는 러쎌의 말처럼 진화론을 공격하는 논제나 방법이 진화론적이 되면 곤란하다고 보는 것이다. 창조론은 종교적으로 무조건 선택하는 것이며, 진화론은 증거에 입각해서 과학적인 해명을 하고자 하는 인간적인 노력인 것이다. 서로를 설득시키고 이기고 지는 상대가 되는 것이 아니다.

여하튼 외계인의 존재를 설정하는 자세는 진화론적인 입장에서 출발하고 있다. 오즈마 계획이나 세티 조사 계획들이 외계인의 존재를 확신시켜 줄지는 아직 알 수 없지만 이 광대한 우주의 한켠에서 인간만이 외로이 밤하늘을 응시하는 존재가 되고 싶지 않은 바램이 있다.