우주에 관해 가장 많이 듣는 논쟁의 하나다. 과연 지구의 모래와 우주의 별은 어떤 게 더 많을까? 놀랍게도 지표에 있는 모든 모래알 수보다 우주의 별이 더 많다는 천문학자의 계산서가 나와 있다. 온 우주의 별을 다 계산한 사람들은 호주국립대학의 사이먼 드라이버 박사와 그 동료들이다. 이들은 우주에 있는 별의 총수는 7×1,022(700해)개라고 발표했다. 이 숫자는 7 다음에 0이 22개 붙는 수로서, 7조 곱하기 1백억 개에 해당한다.
온 우주에 있는 은하의 수는 약 2,000억 개 정도로 알려져 있으니까, 평균으로 치면 한 은하당 약 3,500억 개의 별을 가지고 있는 셈이다. 우리은하의 별 수는 약 4,000억 개라니 평균에 약간 웃도는 셈이다.
온 우주의 별 수인 700해라는 숫자의 크기는 어떻게 해야 실감할 수 있을까? 어른이 양손으로 모래를 퍼담으면 그 모래알 숫자가 약 8백만 개 정도 된다. 그렇다면 해변과 사막의 면적을 조사하면 그 대강의 모래알 수를 얻을 수 있는데, 계산에 의하면 지구상의 모래알 수는 대략 1,022(100해)개 정도로 나와 있다고 한다.
따라서 우주에 있는 모든 별들의 수는 지구의 모든 해변과 사막에 있는 모래 알갱이의 수인 1,022개보다 7배나 많다는 뜻이다. 이 우주에 그만한 숫자의 ‘태양’이 타오르고 있다는 말이다. 그것들을 1초에 하나씩 센다면 1년이 약 3,200만 초니까, 자그마치 2천조 년이 더 걸린다. 기절초풍할 숫자임이 틀림없다. 그런데 호주팀이 센 이 엄청난 별의 숫자는 물론 별을 하나하나 센 것이 아니라, 강력한 망원경을 사용해 하늘의 한 부분을 표본검사해서 내린 결론이다.
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왜 이렇게 쌍성이 많은 걸까? 이유는 별의 자궁인 거대한 성운 속에서 동시다발적으로 별들이 잉태되기 때문이다. 그래서 가까운 별들끼리 중력으로 묶이게 되어 2중성, 3중성계를 형성하는 것이다. 별의 자궁인 성운은 수광년, 수십 광년이나 된다. 거대한 자궁 속에서 오히려 하나만 달랑 생겨나는 게 이상할 정도다.
이들 쌍성들은 물리적으로 서로 연관돼 있으며 서로에게 중력의 영향을 끼쳐 일정한 궤도운동을 하는 것이 특징이다. 쌍성 중에서 밝은 쪽을 주성, 어두운 쪽을 동반성(짝별)이라 한다. 그런데 우연히 우리의 시선 방향에 나란히 놓여 쌍성처럼 보이는 별도 있다. 이처럼 물리적으로는 아무런 관계가 없는 쌍성을 겉보기 쌍성이라 한다.
겉보기 쌍성의 유명한 예로는 북두칠성의 손잡이에서 두 번째 별인 미자르를 들 수 있다. 눈이 좋은 사람은 미자르를 볼 때 그 옆에 바짝 붙어 있는 별, 알코르라는 4등성을 볼 수 있다. 이 별의 별명은 시력검사 별인데, 옛날 로마 시대 모병관이 군인을 뽑을 때 시력검사용으로 사용했다고 한다. 알코르를 보려면 시력이 1.5 이상 되어야 하고, 1.0의 경우에는 어렴풋이 보인다. 0.7 이하의 경우에는 아예 볼 수 없다. 실제로 두 별은 1.1광년 이상 떨어져 있다. 만약 로마군 입대 지원자가 이 별을 볼 수 없으면 불합격 판정이 내려지고, 고향 앞으로 갓! 처분이 따른다.
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물론이다. 모든 별들, 모든 천체들은 소리를 낸다. 그러나 음파가 아니라 전파이기 때문에 별이 내는 소리를 듣기 위해서는 전파망원경과, 전파신호를 음성신호로 변환하는 장치가 필요하다. 광활한 우주를 오가는 전자기파를 소리로 변환한다면 한번도 들어본 적 없는 ‘우주의 소리’를 들을 수 있다. NASA는 특수장비를 이용해 우주를 떠도는 전자기파를 모은 후 인간이 들을 수 있는 소리로 변환하는 작업을 추진해 공개하기도 했다.
별의 소리는 단조로우며, 방송국이 방송을 송출하고 있지 않을 때의 TV와 비슷한 잡음이다. 펄서의 경우는 1초에 수십 번 보내지는 펄스 음을 들을 수 있다. 다른 별에서 오는 소리는 수분간은 변화가 없으며, 해안에 밀려드는 파도소리나 바람소리처럼 들린다.
가장 신기한 소리는 지구와 목성의 음이다. 지구의 소리를 들어보면 뭔가 고통스러운 소리를 듣는 듯한 느낌을 준다. 반면, 보이저가 목성을 지날 때 전자기 에너지 파장을 수신하여 보내온 전파 데이터를 가청 주파수로 변환한 소리를 들어보면 장엄한 느낌을 주는 소리가 지속적으로 변조되면서 울린다. 목성의 자기마당이 지구 자기마당의 무려 4천 배 이상이라고 하니 그럴 만도 할 것이다. 흡사 피리 같은 관악기 음의 합장이 음계를 오르락내리락하는 것처럼 들린다. 어떤 때는 전자장치를 사용한 에일리언의 노래를 듣는 듯한 착각이 들기도 한다. 이런 우주의 소리를 직접 경험해보고 싶으면 유튜브를 검색하면 금방 찾을 수 있다.
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우리은하에서 별과 별 사이의 평균 거리는 약 4광년이다. 중간치 별에 속하는 우리 태양을 귤 크기로 줄인다면, 우리 지구는 9m 떨어진 주위를 원을 그리며 도는 모래 한 알갱이다. 목성은 앵두씨가 되어 60m 밖을 돌며, 가장 바깥의 해왕성은 360m 거리에서 도는 팥알이다. 게다가 항성 간의 평균 거리는 무려 3천km나 되며, 태양에서 가장 가까운 별인 4.2광년 떨어진 프록시마 센타우리는 2천km 밖에다 그려야 한다. 이 척도로 보면 우리은하는 평균 3천km 서로 떨어진 귤들의 집단이며, 그 크기는 무려 3천만km다.
이 귤들과 모래, 팥알 사이의 공간에는 무엇이 있나? 흔히들 공기가 전혀 없는 진공이라고 알고 있지만, 아주 적지만 가스나 먼지가 떠돌고 있다. 어느 정도의 물질이 존재할까? 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리까지 의 4.2광년 우주공간에는 1㎤당 수소 원자 1개 정도가 떠돌고 있을 뿐이다. 이는 사람이 만들 수 있는 어떤 진공보다도 더욱 완벽한 진공이다.
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먼저 당신이 블랙홀의 사건 지평선을 넘어서는 순간 곡 중심의 특이점을 향해 속절없이 떨어져간다. 블랙홀의 중심에 가까워질수록 중력이 강해지므로 당신의 발과 머리 쪽에 가해지는 중력에 큰 차이가 생긴다. 발끝과 머리에 가해지는 조석력의 차이는 이윽고 지구의 총중력과 동일하게 된다. 이 상황은 마치 두 대의 크레인이 당신의 머리와 발을 잡고 힘껏 끌어당기는 형국이나 비슷하다.
가공스러운 블랙홀의 조석력은 당신의 몸뚱이를 블랙홀 중심에 이르기 전에 국수가락처럼 한정없이 늘어뜨리다가 마침내는 낱낱의 원자 단위로 분해하고 말 것이다. 이것이 바로 블랙홀의 스파게티화spaghettification라는 현상이다.
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1929년 두 사람이 세상에 내놓은 또 다른 충격적인 발견은 ‘멀리 있는 은하일수록 더 빠른 속도로 멀어져가고 있다’는 것이었다. 이게 무슨 일인가? 사방의 은하들이 우리로부터 도망가고 있었다. 우리가 무슨 몹쓸 것에 오염되었거나 큰 잘못이라도 저질렀다는 건가? 훗날 어떤 천문학자는 우리은하가 인간이라는 물질로 오염되어서 다른 은하들이 도망가는 거라는 우스갯소리도 했다.
우주의 팽창을 그려보기 위해 빈번히 사용되는 비유로서, 표면에 점을 찍은 후 부풀린 풍선이다. 풍선이 팽창하면 풍선 표면의 어떤 점에서 보더라도 다른 점들은 모두 자신으로부터 멀어져간다. 팽창하는 풍선의 표면에는 중심점이 없다. 마찬가지로 팽창하는 우주에는 중심점도 가장자리도 없다. 내가 있는 곳이 우주의 중심이라 해도 그리 틀린 말은 아닌 셈이다.
허블이 본 은하들은 후퇴하고 있었다. 먼 은하일수록 후퇴속도는 허벌나게 더 빠르다. 그리고 은하의 이동속도를 거리로 나눈 값은 항상 일정하다. 이것이 허블의 법칙이다. (.......)
1929년 이 사실이 발표되었을 때 사람들에게 엄청난 충격을 안겨주었다. 이 우주가 지금 이 순간에도 무서운 속도로 팽창하고 있으며, 우리가 발 붙이고 사는 이 세상에 고정되어 있는 거라곤 하나도 없다는 현기증 나는 사실에 사람들은 황망해했다. 최초로 인류가 지구상을 걸어다닌 이래 우리 인간사가 불안정하다는 것을 알고는 있었지만, 20세기에 들어서는 하늘조차도 불안정하다는 사실을 깨닫게 되었던 것이다. 그것은 제행무상諸行無常의 대우주였다.