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‘알쓸자이’ 지상강연 <3> 우주시공간

거대한 우주공간은 여전히 가속팽창 중

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  •  |  입력 : 2019-12-12 18:54:53
  •  |  본지 18면
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- 지구는 먼지로 보일 만큼 작아
- 드넓은 공간서 특별한 존재 아냐
- 외계생명체 존재 가능성도 커져

‘코스모스’로 우리에게 빅뱅 우주를 소개한 칼 세이건 박사는 1977년 태양계 행성 탐사를 위해 우주로 떠난 보이저호에 실린 금으로 제작된 레코드판을 제작했다. 이 레코드판에는 외계 문명에 지구를 소개하기 위한 118장의 사진, 한국어를 포함한 55가지 언어로 된 인사말 등이 실려 있다. 외계 문명이 보이저호를 발견할 경우를 대비해 지구의 위치도 레코드판에 새겨 놓았다. 이 레코드판은 외계 문명의 존재 가능성에 대한 우리의 물음을 대변하고 있다. 보이저호가 발사된 지 40여 년이 지난 올해, 노벨물리학상은 빅뱅 우주론 발전 및 외계행성 발견에 기여한 3명의 과학자에게 돌아갔다. 이번 수상은 빅뱅 우주 속에 살고 있는 우리의 모습을 되돌아보게 한다.
부산대 이창환 교수가 우주시공간에 대해 설명하고 있다. 부산대 제공
보이저호에서 찍은 사진 속 지구를 칼 세이건 박사는 ‘창백한 푸른 점’으로 소개했다. 우주에서 먼지같이 미미한 지구의 모습을 처음으로 확인한 순간이었다. 이후 허블망원경을 포함한 많은 관측으로, 지구는 태양계의 작은 행성에 불과하고, 태양은 우리 은하 속 작은 별에 불과하며, 우리 은하도 은하단 속의 작은 한 은하에 불과함이 밝혀졌다. 은하단조차도 먼지로 보일 만큼 우주는 넓은 공간이며, 우주의 중심은 없는 것으로 밝혀졌다. 우리가 살고 있는 지구가 우주에서는 특별한 존재가 아닐 수 있다는 뜻이다.

그런데 먼 외부 은하의 초신성 관측으로 우주가 가속 팽창하고 있음이 확인됐다. 우주를 채우고 있는 진공 자체도 진화하고 있는 것이다. 별과 은하들이 중력에 의해 서로 당김에도 불구하고 은하단 사이의 거리는 점점 더 멀어지고 있는 가속 팽창하는 우주를 이해하려면, 우주 진공을 채우고 있는 암흑에너지가 존재가 필수적이다. 팽창하는 우주의 시간을 거슬러 과거로 가면 우주 자체가 에너지 밀도가 매우 높은 작은 공간에서 출발했다는 빅뱅 우주론으로 귀결된다. 가속 팽창하고 있는 빅뱅 우주를 설명하기 위해서는 암흑에너지와 암흑물질이 우주 전체 에너지의 약 95%를 차지해야 한다. 별과 은하를 구성하는 보통 물질은 우주의 약 5%밖에 되지 않는 다소 당황스러운 현실에 직면한 것이다.

빅뱅 우주에서 수많은 별들 중의 하나인 태양이 많은 행성을 거느리고 있음으로, 우주에 존재하는 다른 별들도 외계 행성을 거느리는 것이 너무나 자연스럽다. 현재까지 우리 은하에서만 4000여 개의 외계 행성이 발견되었고, 이 중 10여 개는 지구와 비슷한 질량, 크기, 온도를 가지고 있을 것으로 추정된다. 지구와 비슷한 특성을 가진 외계 행성의 존재가 확인된 만큼 외계 생명체와 외계 문명의 존재 가능성도 커지고 있다. 보이저호의 레코드판에 실린 우리의 모습을 확인하는 외계인을 상상해 보자. 과연 그들에게 인류는 어떠한 존재일까.

부산대학교 물리학과 이창환 교수
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