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지구적 사고’에서 벗어나자
지구상에 존재하는 생명체들은 모두 한 줄기에서 나왔어요. 그것이 무엇일까요 DNA입니다. 지구상의 모든 생명체가 한 줄기로 주루룩 딸려 나옵니다. 우리는 DNA의 설계도에서 한 번도 빠져 나간 적이 없습니다. 이것이 우리가 우주를 조망하는 데 가장 큰 걸림돌입니다. 우주를 보려면, 인간의 눈, ‘지구적 사고’에서 벗어나야 합니다.

사람들에게 외계인을 그려 보라고 하면 공통점이 있습니다. 대칭입니다. 아무리 창의적인 사람이라도 눈 두 개, 코 하나의 대칭적인 모습을 그립니다. 왜 우주의 다른 생명체도 우리와 같을 것이라고 생각할까요

“우리에 견주어서 우주를 측정하지 않는다” 인간이 우주의 중심이라는 뿌리 깊은 생각을 버려야 합니다.
500년 전에 코페르니쿠스는 그 동안 굳게 믿어왔던 도그마를 깨고 우주의 중심이 지구가 아니라 태양이라고 말했습니다. 여기에서 “우리에 견주어서 우주를 측정하지 않는다”는 코페르니쿠스의 원리가 나왔습니다. 인간이 우주의 중심이라는 뿌리 깊은 생각을 버려야 합니다. 인간의 눈과 귀는 완벽하지 않습니다. 그 동안 인간은 우주 스펙트럼의 극히 일부만을 보아왔습니다. 인공위성 등을 통해서 이제야 비로소 우주의 전모를 조금씩 알아가고 있습니다.

우리는 사람이 사람에 대해서 너무 과잉학습 되어 있어요. 머리를 흔들어 보십시오. 우주, 외계인에 대한 생각들 다 털어 버려야 합니다. 텔레비전을 보십시오. 모든 채널에, 프로그램에 사람이 있습니다. 미디어를 통해 우리는 인간에 대해, 먹고 사는 것에 대해 과잉학습 되어 있습니다.

생명을 물과 연결시키는 것도 지구적 사고 중에 하나입니다. 우주 전체로 볼 때는 물 속에서만 생명이 나올 수 있는 것은 아닙니다. 생명의 탄생조건에서 중요한 것은 물이 액체라는 사실입니다. 생명체를 이룰 분자들이 집단적으로 모여서 반응할 수 있는 경로가 있어야 합니다. 생명체가 만들어지려면 어떤 매개체가 물질을 매개해 줘서 가까이 있게 해주어야 합니다. 기체는 너무 흩어져 있어요. 그리고 고체는 너무 빽빽해 물질의 이동을 제한합니다. 액체는 분자들을 상대적으로 가까이 모아 놓지만, 그들의 움직임은 제한하지 않습니다. 액체 속에서 생명체가 나올 수 있는 것은 이 때문입니다.

우주의 96%는 ‘모른다’
노벨 물리학상 받은 스티븐 와인버그가 쓴 《최초의 3분》이란 책이 있습니다. 스티븐 호킹 박사가 천문학, 우주론에 관한 책 중에 베스트로 뽑는 책입니다. 빅뱅 후 우주 최초의 3분 동안 무슨 일이 있었을까요 태초에 쿽(quark)이 생기고 전자, 양성자, 중성자가 생겨날 때, 빅뱅 직후 수소가 나타나고 3분 후에 헬륨핵이 생겨났습니다. 우주 초기에는 이렇게 단 두 가지 원소, 수소와 헬륨만이 존재했습니다. 나머지 90개 원소들은 어디에서 만들어졌느냐. 모두 별 속에서 만들어졌어요. 대부분의 원소들은 수소가 타고 남은 찌거기, 재에서 생겨납니다. 우주 물질의 75%가 수소이고 20%가 헬륨입니다. 우리는 나머지 기타 등등에 속합니다.

그런데 이 물질이라는 것도 전체 우주의 4%에 지나지 않습니다. 그럼, 나머지 96%는 무엇이냐 모릅니다. 그래서 Dark energy이고 Dark matter입니다. 전체 96%에서 75%를 차지하는 것이 Dark energy이고 20%가 Dark matter입니다. 그 동안 우리가 알기로는 우주의 모든 물질은 원자로 이루어졌으니까 원자가 아니면 빈 공간입니다. 그런데 그게 아니라는 것입니다. matter라면 물질인데 Dark matter는 원자로 이루어져 있지 않습니다. Dark energy 또한 빈 공간인 것 같지만 에너지로 꽉 차 있습니다. 그 에너지는 중력입니다. 그것을 2003년에 알게 되었어요.

우주의 시공은 휘어져 있다
물질이 있으면 시공은 휘어지게 되어 있어요. 우리가 사는 지구나 우리가 보는 물체는 질량이 작아서 시공의 구부러짐을 거의 느끼지 못합니다. 유클리드 기하학에서 말하는 평탄한 시공이란 실제로 존재하지 않습니다. 중력에 따라 시공간은 주름져 있고 쉼 없이 변화하고 움직입니다.

상대성이론으로 밝혀낸 또 다른 사실이 있습니다. 물체가 공간상으로 움직이는 것뿐 아니라 시간상으로도 움직인다는 것입니다. 시간의 속도는 정확하게 빛의 속도입니다. 그게 무슨 말이냐 여기 가만히 있는데 우리가 빛의 속도로 움직인다고요 네, 맞습니다. 이것이 이해 안 되는 것은 우리가 시간과 공간을 분리하기 때문입니다. 공간상으로는 가만히 있지만 시간상으로는 빛의 속도로 움직이는 것입니다. 그럼 공간상으로 빛의 속도로 움직이면 시간은 멈추겠지요. 이 둘은 서로 반비례 관계입니다. 내 움직임이 광속에 이르렀을 때 그 순간 내 앞의 시공간은 사라집니다.

우리 모두는 별의 파편이다
별은 가스 덩어리입니다. 가스 덩어리는 두 개의 힘으로 유지됩니다. 핵융합을 통해서 밖으로 나가려는 빛의 힘과 이것에 대항해 안으로 끌어당기는 중력이 그것입니다. 이 두 힘이 균형을 이루는 동안 별은 50억 년까지 모여 있을 수 있습니다. 태양 속에선 엄청난 핵융합이 일어나고 있습니다. 수소는 빅뱅 직후 생겨났고 별의 내부 수소 핵융합 반응에서 헬륨핵이 생겨납니다. 헬륨 원자핵 즉 양성자 2개와 중성자 2개가 모여 거의 분해가 어려운 하나의 덩어리를 이루는데, 뒤이어 원소번호가 짝수계열인 탄소, 산소, 마그네슘, 철 등이 생겨납니다.

그럼 수많은 다른 원소들은 언제 생겼을까요 핵융합의 힘과 중력, 이 두 개의 힘이 균형을 이루고 있다가 수소가 다 떨어지고 핵융합이 정지하면 중력만 작용하게 됩니다. 그 순간 별은 퍽하고 찌그러들게 되는데 이것이 바로 슈퍼노바(supernova : 초신성폭발)입니다. 별의 인생이 몇 억 년인데 슈퍼노바는 단 1, 2초 사이에 발생합니다. 아무도 별이 언제 슈퍼노바를 일으킬 지 모릅니다. 슈퍼노바의 순간 많은 원소들이 별의 핵 쪽으로 엄청난 속도로 떨어집니다. 무거운 원소들이 먼저 떨어지겠죠. 속도 차이가 있습니다. 먼저 떨어진 원자가 철로 이루어진 핵과 부딪쳐 튕겨나오면서 뒤이어 떨어지는 원자들과 부딪칩니다. 그렇게 뭉쳐지면서 수많은 종류의 새로운 원소들이 생겨납니다.

우주 탄생의 비밀은 바로 슈퍼노바 즉 별의 폭발에 있습니다. 우리를 이루는 물질들이 다 거기에서 나왔습니다. 이 얼마나 아름다운 신비입니까! 이 내용은 교과서에도 나오는 아주 기본적인 과학지식입니다. 그러나 이렇게 아름다운 광경에 대해 시를 쓰는 사람은 아무도 없습니다. 그래서 물리학자 파인만은 말했습니다. 아직 ‘과학의 시대’는 오지 않았다고.

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