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과학

태양계는 얼마나 클까?

태양계는 얼마나 클까?










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NASA는 스피처 우주망원경(사진)을 통해, 한 개 항성을 

둘러싼 일곱 개의 지구 크기 행성을 관측했다고 발표했습니다.

이 중 세 개의 행성은 바위와 물이 있어 인간이 거주 가능한 

환경으로 추정하고 있죠.(인간이 도달할 수 있는 거리는 아니지만)

이 외계 행성의 이름은 최초로 이 행성계를 발견했던 칠레의 망원경 

트라피스트 이름을 따서 "트라피스트-1"이라고 이름을 붙였습니다.



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코넬대 천문학자 드레이크는 우리 은하의 별 수를 1천 억개로 간주하고,

여기에 태양과 비슷한 별을 추리고, 행성을 거느린 별을 추리고,

지구와 비슷한 환경을 추리고.... 이렇게 계산한 결과, 

우리 은하에 존재할 수 있는 지적 문명이 몇 백만이라는 

방정식을 내놓았어요. (칼 세이건도 100만 개 정도로 추정..)

생명이 탄생해서 인간으로 진화하기까지 36억년의 시간동안

발생한 우연을 고려한다면 인간과 같은 형태의 생명체가 존재할 

가능성은 희박하지만, 다른 형태의 생명체가 있을 가능성은 아주 높습니다.

하지만 별들 사이의 평균 거리가 100만 킬로미터의 3000만배, 

가장 빠른 로켓으로 가까운 별까지 가려면 7만년이나 걸린다고...



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태양계 행성의 발견자가 대부분 유럽인이라 데 자존심 상한 

미국이 억지로 명왕성을 태양계 행성에 포함시켰다가, 

명왕성 너머 더 큰 행성이 무수히 존재한다는 게 밝혀지며,

결국 명왕성이 태양계 행성에서 탈락. 

다만 태양계의 행성으로 규정하지 않은 것일 뿐, 아직도 

이름이 없는 더 많은 행성들이 태양계 안에 존재하고 있어요.


태양계가 규모가 얼마나 크기에 이런 일이 벌어질까?

2003년, 명왕성이 태양계에 속해 있을 때 빌 브라이슨이 쓴

<거의 모든 것의 역사> 중 

"태양계는 얼마나 클까"에서 부분 발췌했습니다.



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태양계는 얼마나 클까? 상상을 넘어선다. 

우주는 그야말로 거대하다. 지금까지 보았던 태양계 지도에서 

상대적인 크기들이 제대로 표시되어 있지 않았다.

그것은 한 장의 종이 위에 모든 것을 그리기 위한 속임수에 불과하다.

해왕성은 목성 바로 뒤에 있는 것이 아니라, 아주 멀리 떨어져 있다.

해왕성과 목성 사이의 거리는 목성과 지구 사이의 거리보다 

다섯 배나 멀고, 해왕성에 도달하는 태양 빛은 

목성에 도달하는 태양빛의 3%에 불과하다.


상대적 크기까지 고려해 태양계를 그림으로 나타낼 방법은 없다

교과서에 여러 쪽을 펼칠 수 있는 면을 만들거나, 

폭이 넓은 포스터용 종이를 사용하더라도 불가능하다.  

상대적 크기를 고려한 태양계 그림에서 지구를 팥알 크기로 

나타낸다면, 목성은 300미터 정도 떨어져 있어야 하고, 

명왕성은 2.4킬로미터 정도 떨어져 야만 한다.

(명왕성은 세균 크기라 눈으로 볼 수 없다.)


태양계에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우루스를

그림에 그리려면 1만 6000킬로미터 바깥에 표시해야 한다.

목성을 이 문장의 끝에 있는 마침표 크기로  축소하면,

명왕성은 분자 정도의 크기가 되어야 하지만,

여전히 10미터 떨어진 곳에 표시해야 한다.


그러니까 태양계의 크기는 정말 거대하다.

명왕성 정도의 거리에서 보면, 우리에게 따뜻하고, 포근하며,

생명을 주는 태양이 바늘 머리 정도로 작게 보인다.

그런 태양은 그저 조금 밝은 별에 불과하게 보일 것이다.

그렇게 텅빈 공간을 생각하면 명왕성의 위성과 같은 중요한 

천체가 최근까지 관찰되지 않았던 이유를 이해할 수 있을 것이다.


보이저 탐사가 이루어지기 전까지만 하더라도 해왕성은 

두 개의 위성을 가지고 있는 것으로 알고 있었다. 

그런데 보이저 덕분에 여섯 개의 위성이 새로 발견되었다. 

내가 어렸을 때 태양계에 30개의 위성이 있다고 배웠다. 

오늘날 그 합은 적어도 90개이고, 그중에서 30개 정도는 

지난 10년 동안 발견되었다. 그러니까 우주 전체를 생각할 때 

우리 태양계에 대해서도 모르는 것이 많다.  


아직도 갈 길이 멀다.

교실의 그림에서는 명왕성이 마지막 천체이지만, 

실제로는 그것이 끝은 아니다. 사실은 끝에 가깝지도 않다. 

태양계 끝에 가려면 혜성이 떠도는 광활한 천체 공간 

오르트 구름을 지나야만 하는데, 오르트 구름까지 가려면 

대단히 미안하지만 1만 년을 더 여행해야 한다.

교실 그림에서 태양계의 끝이라고 표시한 것과는 달리 

명왕성은 가장자리까지 거리의 5만 분의 1 정도에 

불과한 거리에 있을 뿐이다.


물론 우리가 그런 여행을 하게 될 가능성은 전혀 없다.

38만 4000킬로미터나 떨어진 까지 여행만 하더라도 

우리에게는 엄청난 일이다. 우리가 지금까지 알아낸 정보와 

상식에 따르면, 우리 인간 중에서 어느 누구도 

태양계의 가장자리까지 갈 수 있는 가능성은 전혀 없다.



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그럼에도 불구하고 우리가 오르트 구름까지 갔다고 생각해 보자.

태양에서 멀리 떨어진 그곳에서는 태양이 하늘에서 가장 붉은 별도 아니다.

그렇게 멀리 떨어진 작은 별(태양)이 오르트 구름에 흩어져 있는

혜성을 붙들고 있기에 충분한 중력이 작용하지 않는다. 

그 힘이 강하지 않기 때문에 혜성들은 대략 

시속 350킬로미터의 안정한 속도로 떠돌아 다닌다.  

가끔씩 중력에 변화가 생기면, 외로운 혜성이 정상 궤도를 

벗어나게 된다. 스쳐 지나가는 별이 그 원인이 될 수도 있다.

텅 빈 공간으로 빠져들어가서 다시 돌아오지 않는 경우도 있지만, 

태양 주위의 긴 궤도를 따라 움직이게 되는 경우도 있다. 

장주기 혜성이라고 알려진 이런 혜성들이 1년에 서너 개씩 

태양계 내부를 지나간다. 그런 혜성들은 아이오와 주의 

맨슨(7천 300만년 전 운석이 충돌했던 곳)을 포함해 

모든 곳을 행해 떨어진다. 

혜성이 지구에 도달하기까지는 적어도 300~400만 년이 걸린다.


그것이 태양계이다. 

그렇다면 태양계 너머에는 무엇이 있을까?

무엇인가 있는 곳에 도달할 때까지는 텅빈 공간이 엄청나게 펼쳐진다.

우리에게 가장 가까운 별자리 프록시마 켄타우루스 3중성 중

가장 가까운 알파 켄타우르스까지만 하더라도 4.3광년이나 된다.

천문학에서는 짧은 거리지만, 달까지의 거리보다 

1억 배나 더 먼 셈이다. 우주선으로 그 별에 가려면 

적어도 2만 5000년이 걸리고, 그곳에 가더라도 

여전히 광활하게 텅빈 별무리 속에 있을 뿐이다.

다음에 있는 시리우스까지 가려면 다시 4.6광년을 더 가야 한다.

우리 은하(은하수)의 중심에 도달하려면 

우리가 존재했던 시간보다 더 오랜 세월이 걸린다.

<거의 모든 것의 역사, 32~42쪽 내용 요약>





  
<거의 모든 것의 역사>

빌 브라이슨 저 | 까치

 



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