세 가지만 알면 나도 과학자!
북반구에서는 북극성을 중심으로 별들이 움직인다
밤하늘의 별들이 북극성을 중심으로 돌아 북극성 근처의 별자리는 1년 내내 볼 수 있다. 하지만 낮은 곳에 있는 별자리는 산이나 높은 건물에 가려 보이지 않을 때도 있다. 또 위아래가 뒤집혀 보일 때도 있다.

별의 움직임은 시간 간격을 두고 봐야 알 수 있다
하루의 변화든 1년의 변화든 북극성이 중심이다. 하지만 4분에 1도 정도 움직여 하루의 변화를 느끼기 어렵고, 하루에 1도 정도 움직여 1년의 변화를 알기 어렵다. 변화를 알려면 어느 정도 간격을 두고 관측해야 한다.

위도에 따라 보이는 범위가 달라진다
북극성이 보이는 높이는 남쪽으로 갈수록 낮아진다. 따라서 위도가 높은 북쪽 지역에서는 1년 내내 북두칠성과 카시오페이아자리가 보이지만, 위도가 낮은 남쪽 지역에서는 지평선 아래에 숨어 보이지 않는 시기가 있다. 알파벳 ‘W’자 모양인 카시오페이아자리는 계절에 따라 위아래가 뒤집혀 보일 때도 있다.
--- 「북쪽 하늘의 별자리는 1년 내내 볼 수 있을까?」 중에서 (30p.)

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태양 빛에는 여러 가지 빛이 포함되어 있다
햇빛이 있는 낮에 밝은 것은 가시광선 때문이다. 우리는 햇빛이 닿으면 온기를 느끼고, 장시간 강한 햇빛에 노출되면 피부가 까무잡잡하게 타거나 심하면 일광화상을 입기도 한다. 햇빛에서 느껴지는 온기는 적외선, 피부가 그을리는 것은 자외선 때문이다. 태양 빛에는 파장이 다른 여러 가지 빛이 포함되어 있다.

태양을 직접 바라보면 실명할 수도 있다
태양을 맨눈으로 보면 망막이 손상되며 일광 망막변증(solar retinopathy)을 일으킬 수 있다. 특히 푸른빛과 자외선은 큰 에너지를 가지고 있어 망막에 심각한 영향을 준다.

눈이 부시지 않아도 위험하다
예전에는 검은색 유리나 셀로판지 등을 대고 태양을 보기도 했다. 하지만 그 정도 보호 장비로는 자외선 등을 차단할 수 없다. ‘태양 빛의 세기×관측 시간’에 비례해서 증상이 나타나므로, 눈이 부시지 않아도 장시간 태양을 바라보면 일광 망막변증이 생길 수 있다.
--- 「망원경으로 태양을 보면 왜 안 될까?」 중에서 (34p.)

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원시 태양과 원시 태양계 원반
약 50억 년 전, 우주를 떠돌던 수소와 가스 등 지름이 몇 마이크로미터(㎛)인 암석 알갱이와 얼음 등의 먼지가 모이기 시작했다. 그리고 원시 태양이 생기자, 그 주위에 있던 가스와 먼지가 모여들어 원시 태양계 원반이 만들어졌다.

원시 태양계 원반에 행성이 생기다
원시 태양계가 생기자 그 주위를 돌던 가스와 먼지들이 조금씩 모여들기 시작하면서 행성의 바탕이 마련되었다. 태양계가 생겨날 때 존재했다고 추정되는 이 작은 천체들을 ‘미행성(planetesimal)’이라고 한다. 미행성들은 충돌을 거듭해 점차 커다란 행성으로 성장했다.

‘설선’을 경계로 지구형과 목성형이 생기다
‘설선(雪線)’이란 물이 수증기가 되거나 얼음이 되는 온도의 경계선을 일컫는다. 설선보다 태양에 가까운 쪽 행성은 태양으로 가스가 날려 가며 암석형이 되고 설선보다 바깥쪽 행성은 가스형 거대 행성이 된다.
--- 「행성은 어떻게 탄생했을까?」 중에서 (47p.)

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가장 가까운 행성은 금성일까 화성일까?
화성과 금성은 지구 바로 옆에서 공전한다. 화성이 공전하면서 지구와 가장 가까워지는 ‘대접근’ 시기에는 지구와 화성의 거리가 약 5,700만 킬로미터에 이른다. 그리고 금성이 최대로 근접했을 때 거리는 약 4,200만 킬로미터다. 그러므로 금성이 화성보다 지구에 더 가깝다.

알고 보면 수성이 가장 가깝다?
수성이 지구와 가장 가까운 행성이라는 주장도 있다. 수성은 공전 주기가 빨라 지구와 자주 최대 근접한다. 이를 고려해서 평균 거리를 계산하면 수성이 금성보다 가깝다는 주장이다. 행성끼리 최대 접근하는 주기를 ‘회합 주기(synodic period)’라고 한다.

수성은 모든 행성과 가장 가깝다
이 주장에 따르면 수성은 모든 행성과 가장 가까운 행성이 되는 셈이다. 어쨌든 기본적으로 금성이 지구와 가장 가깝고, 그다음으로 가까운 행성은 화성이다.
--- 「수성이 지구와 가장 가깝다고?」 중에서

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고리는 얼음이 주성분이고 두께가 매우 얇다
토성의 고리는 물이 얼어서 만들어진 얼음이 주성분이다. 몇 센티미터에서 몇 미터 크기의 수많은 얼음 알갱이가 모여 이루어진 집합체로 추정된다. 고리는 토성의 중력에 의해 주위를 돌고 있다. 고리의 두께는 탐사선 보이저가 관측한 결과 몇십 미터밖에 안 될 정도로 매우 얇다.

망원경으로도 볼 수 있는 아름다운 고리
망원경으로 또렷하게 볼 수 있는 고리는 바깥에서부터 A 고리, B 고리라는 이름이 붙었다. 너비는 B 고리가 약 2만 5,000킬로미터로 가장 넓고, A 고리는 약 1만 5,000킬로미터다. B 고리 안쪽으로 반투명하고 옅은 C 고리가 있다.

지구에서 보면 고리가 때때로 사라진다
토성의 고리는 너비에 비해 두께가 매우 얇다. 그래서 지구에서 고리를 바로 옆에서 보기 전후로 며칠 간 고리를 볼 수 없다. 이를 ‘고리 소실 현상’ 혹은 ‘고리 소실’이라고 한다. 토성 주위를 도는 고리는 얼음 알갱이가 모여서 이루어진 것인데, 토성의 중력 때문에 고리가 벗겨지지 않고 유지된다.
--- 「토성의 고리는 왜 벗겨지지 않을까?」 중에서

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달과 지구는 언제나 함께였다
달과 지구는 탄생 이후 대부분 시간을 줄곧 함께해왔다. 그래서 현재 지구의 기후부터 자전 속도, 지축의 기울기에 이르기까지 갖가지 형태로 달이 지구에 영향을 미친다고 추정할 수 있다.

조수간만의 차이가 생명을 낳았다
대다수 바다 생명체는 조수간만의 차이(조석 작용)에 의해 번식한다. 조석의 대부분은 달의 인력으로 일어난다. 따라서 달이 사라지면 최악의 경우 생물의 번식에 문제가 생길 가능성도 있다. 인력의 세기는 거리에 비례하는데, 옛날의 조석 작용은 지금보다 격렬했다.

없어지는 방법도 중요
거대한 운석과 충돌해도 달이 완전히 사라지는 상황은 예상하기 어렵다. 만약 파편 대부분이 달에 계속 머문다고 하더라도 인력의 크기는 변하지 않는다. 따라서 조석력도 달라지지 않고, 지구도 현상 그대로 유지할 가능성이 크다. 참고로, 인력의 크기는 전체가 같은 무게라면 형태에 의존하지 않는다.
--- 「달이 사라지면 지구는 어떻게 될까?」 중에서

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약 40억 년 이내에 안드로메다은하와 충돌
우리은하는 이웃 은하인 안드로메다은하와 약 40억 이내에 충돌하리라는 예측이 나왔다. 이 충돌로 두 은하의 형태가 크게 달라질 것으로 예상된다. 현재의 우리은하도 다른 은하와 충돌 및 합체를 반복해서 지금 형태가 되었다.

시속 40만 킬로미터 속도로 접근 중
중력에 의해 큰 이웃 은하끼리 서로 조금씩 가까워지고 있다. 100년 이상 전부터 예상되었는데, 엇갈릴지 아니면 충돌해서 합체할지 아직 알 수 없다.

어떤 형태로 변할지 기대된다
수많은 별이 정면충돌하는 광경을 상상할 수 있다. 은하에 있는 별들은 서로 충분한 거리를 두고 있어 실제로 부딪칠 가능성은 적다. 그러나 중력의 영향으로 기존의 움직임과 달라질 수도 있을 것으로 예상된다. 아직 별이 되지 못한 가스가 충돌할 경우 나타나는 자극으로 별이 대량 탄생할 수도 있다.

<b>과학 지식을 익히는 가장 재미있고 효과적인 방법 <br/>‘통째로 - 조목조목, 통조림’!</b><br/><br/>이 책에 나오는 1일 1페이지 365가지 항목을 나무를 살피듯 ‘조목조목’, 그런 다음 숲을 보듯 ‘통째로’ 이해하고 연결하여 사고하면 놀랍게도 새로운 ‘과학 지식’이 탄생한다. 당신도 이 책을 ‘통조림’ 방식으로 읽고 아마추어 우주 전문가가 되어보라!<br/><br/>조목조목 질문 1 : “은하계 수만~수백만 개의 항성이 우주로 흩어지지 않고 집단을 이루는 이유는?”<br/>조목조목 답변 1 : 각 항성이 가진 ‘중력’ 때문이다. 즉, 서로의 중력에 의해 각 항성이 드넓은 우주 공간으로 흩어지지 않고 일정한 간격을 유지한 채 구상 성단 등의 집단을 이루는 것이다.<br/>조목조목 질문 2 : “토성의 고리는 왜 벗겨지지 않을까?”<br/>조목조목 답변 2 : 토성의 고리는 얼음이 주성분이다. 이는 몇 센티미터에서 몇 미터 크기의 수많은 얼음 알갱이가 모여 이루어진 집합체로 추정되는데, 두께가 고작 몇십 미터밖에 안 될 정도로 매우 얇다. 한데, 이렇듯 얇은 토성의 고리는 왜 흩어지거나 벗겨지지 않고 형태를 유지할 수 있을까? 이 또한 ‘중력’에 답이 있다. 우주 공간으로 흩어지려는 얼음 알갱이들을 토성의 중력이 붙잡고 있는 셈이다.<br/>통째로 지식 : 은하계 성단의 존재를 가능하게 하는 것도 토성의 고리가 사라지지 않고 원래의 형태를 유지할 수 있게 하는 것도 모두 ‘중력’의 작용 때문이다. 중력은 드넓은 우주의 모든 곳에 존재하며 우주가 우주로서의 본모습을 유지할 수 있게 해주는 가장 권원적이고도 놀라운 힘이다. <br/><br/><b>베스트셀러 『재밌어서 밤새 읽는 화학 이야기』 저자 <br/>사마키 다케오와 최고 전문가 17인이 공동으로 심혈을 기울여 집필한<br/>1일 1페이지 365가지 유쾌한 과학 지식!</b><br/><br/>『과학잡학사전 통조림-우주편』은 베스트셀러 『재밌어서 밤새 읽는 화학 이야기』『재밌어서 밤새 읽는 물리 이야기』 등의 저자 사마키 다케오와 과학 분야 최고 전문가 17인이 심혈을 기울여 정리한 1일 1페이지 365가지 유쾌한 과학 지식을 담고 있다. 세부 내용을 몇 가지만 간략히 살펴보자. <br/><br/>1. “수성이 지구와 가장 가깝다고?”(25일차) 항목을 보자. 누구나 알다시피 태양계 내의 행성 중 태양에서 가장 가까운 행성은 수성이고, 그다음 금성, 그리고 그다음이 지구와 화성이다. 그런데도 이 책의 저자들은 관점을 달리하면 ‘수성이 지구와 가장 가까울 수’도 있다고 말한다. 어째서일까? 이는 ‘회합주기(synodic period)’, 즉 행성끼리 최대 접근하는 주기 때문이다. 수성은 공전 주기가 빨라 지구와 자주 최대 근접한다. 이를 고려해서 평균 거리를 계산하면 수성이 금성보다 가깝다는 얘기다. <br/>2. “달이 사라지면 지구는 어떻게 될까?”(148일차) 달과 지구는 탄생 이후 대부분 시간을 줄곧 함께해왔다. 그런 터라 달은 기후부터 자전 속도, 지축의 기울기에 이르기까지 다양한 형태로 지구에 심대한 영향을 미친다. 게다가 바다에 사는 대다수 생명체가 조수간만의 차이, 즉 조석 작용에 의해 번식하며 조석의 대부분이 달의 인력으로 일어나므로 달이 사라지면 최악의 경우 생물의 번식에 치명적인 문제가 생길 가능성도 있다. <br/><br/>3. “정말 혜성에서 생명이 탄생했을까?”(175일차) 이 책의 저자들에 따르면, 생명의 원천이 되는 유기물이 어디에서 왔는지, 왜 왔는지는 아직 정확히 밝혀지지 않았다고 한다. 다만, 혜성에서 유기물의 존재가 관측되어 태곳적 모습을 남긴 혜성이 가져왔다는 주장이 상당히 신빙성 있는 가설로 받아들여진다. 학자들이 혜성을 ‘태양계의 화석’이라는 별명으로 부르는 것도 그런 연유에서다. 참고로, 거대 망원경으로 혜성의 빛을 모아서 분광기를 사용해 분출된 꼬리를 분석하면 가스 원자와 분자의 고유한 빛이 관측된다. 관측 결과 얼음이 가장 많이 발견되었고, 암모니아 등의 질소 화합물, 메탄과 에탄 등의 탄소 화합물도 발견되었다. 흥미롭게도 질소 화합물과 탄소 화합물은 모두 생명의 원천이 되는 중요한 성분이다. ‘혜성의 생명 기원설’이 등장한 것은 이런 맥락에서다.<br/>4. “우주 바깥은 어떻게 생겼을까?”(236일차) 이 책의 저자들에 따르면, 진동을 없앨 수 없으므로 우주가 탄생하는 점이 여러 개 있어야 한다고 한다. 또한 그 점을 매개로 두 개의 우주가 연결되어 있을 수도 있단다. 이는 ‘우주가 하나가 아닐 수도 있다’는 의미로, 과학자들은 이를 ‘다중 우주론(Multiverse)’이라고 명명했다. 저자들에 따르면, “매개점은 개별 우주가 성장함에 따라 절단되어 ‘아들 우주’로 독립해서 떠돌게 된다”고 한다. 그리고 이 아들 우주가 ‘손자 우주’를 만든다는 것이다. 이런 맥락에서 볼 때 급팽창도 곳곳에서 발생한다고 보는 것이 논리적으로 자연스럽다.<br/><br/>『과학잡학사전 통조림 - 우주편』은 ‘1일 1페이지 365일, 365가지 항목’을 일목요연하게 정리하는 형식을 갖추고 있어 누구나 편하게 읽으며 지식을 쌓을 수 있을 뿐 아니라 ‘세 가지만 알면 나도 과학자!’라는 서브타이틀을 내걸고 모든 항목을 세 가지로 명쾌하게 정리하기 때문에 과학 지식이 많지 않은 독자라도 한 번만 읽으면 내용이 쉽게 기억되고 머릿속에 정리된다.<br/><br/>이 책은 학창 시절 과학을 잘하지는 못했지만 밤하늘에 하늘을 올려다보며 ‘태양과 달, 그리고 별들은, 또 지구는 어떻게 탄생하게 되었을까?’, ‘우주에는 과연 끝이 있을까?’, ‘우주에는 얼마나 많은 별이 존재할까?’ 등의 의문을 한 번쯤 품어본 사람이라면 어른, 아이 할 것 없이 누구나 재미있게 읽으며 과학 지식을 높일 수 있는 매우 똑똑하고 유익한 책이다. 게다가 이 책의 저자 중 상당수가 초·중·고등학교 과학 교사이거나 대학교에서 학생을 가르치는 교수 혹은 강사인 사실로도 알 수 있듯 ‘교과 연계성’이 높아 청소년 독자들을 위한 일종의 과학 부교재로서도 손색이 없다.