[도서 리뷰(Review of Book)] 칼 세이건의 코스모스 (Cosmos written by Carl Sagan)

 

 

 

 

 

 

1980년대에 방영되어 다큐멘터리 프로그램 중 가장 시청률이 높고 유명한 것이 바로 칼 세이건의 코스모스일테고, 최근 내셔널 지오그래픽이 13부작으로 리메이크하여 방영하였다고 한다. 방송을 봤으면 더 좋았겠지만 언제부터 TV를 잘 보지 않고 있어서 도서관에서 책을 대출받았는데 엄청난 두께를 자랑하는 책이라 그런지 대략 1달 좀 넘는 기간이 걸린 듯 싶다.

 

게다가 다소 예전 이야기이긴 해도 우주 뿐만이 아니라 지구에 대한 역사, 인류에 대한 이야기도 다루고 있어서 이 리뷰를 어떻게 써야할지 잘 모르겠다. 잘 될지는 모르겠으나, 시간상 아주 간략하게 정리해보려고 한다. 

 

(The highest ratings and most famous one of documentary programs in 1980s would be Cosmos written by Carl Sagan, National Geographic remade documentary one of 13-part recently. If I watched TV program, it would be better though, I lent out book from library so I haven't been watching TV from someday well, it spent a long time over about a month whether it is the book which boasts huge thick.

 

Besides, even though it was an old story, this book is handling an earth's history and human storytelling with the cosmos, so I don't know how to write review of this book well. I'm not sure though, I try to post very simply within a short time.)

 

 

 

 

 

 

• 우주의 구성

 

 

 

 

은하 : 기체와 티끌, 별로 이루어져 있고, 수십억 개의 별들이 무더기로 모여 은하를 이룬다. 우주에는 은하가 대략 1000억(10^11)개 있고, 각각의 은하에는 평균 1000억개의 별이 있다. 즉, 모든 은하를 다 합치면 대략 별의 수가 10^11 X 10^11 = 10^22개나 된다. 여기에 각 은하에는 적어도 별의 수 만큼의 행성들이 있을 것이다.

 

국부 은하군(Local Group of galaxies) : 지름이 몇 백 광년 정도 되는 10~20개의 은하로 이루어져 있다. 그 중 M31은 거대한 바람개비 모양을 하고 있는 나선 은하로서 작은 위성 은하를 두 개 거느리고 있고, 이 은하를 붙들고 있는 힘은 중력이다. M31과 비슷한 우리 은하수 은하가 있다. 이는 나선 팔을 2억 5000만년마다 한번씩 돌린다.

 

별 : 별들은 주로 두 별이 서로 상대방 주위를 도는 하나의 쌍성계를 이루고, 겨우 별 셋으로 이루어진 것부터 거대한 구상 성단까지 천차만별의 항성계들이 존재한다. 근접 쌍성계도 있으나, 대부분 쌍성계에서는 두 별이 태양과 목성 정도의 거리를 두고 서로 멀리 떨어져 있다. 대부분 가시광선과 적외선을 내지만 엑스선 전파를 가진 별도 있다. 푸른색의 별은 뜨거운 젊은 별, 노란색의 별은 평범한 중년기의 별, 붉은 별은 오래되어 죽어가는 별이며, 작고 하얀 별이나 검은 별은 죽음의 문턱에 이른 별이다.

 

행성 : 혜성보다 좀 더 큰 세계로 태양의 중력에 붙잡혀서 거의 원형의 궤도를 따라 태양 주위를 돌고, 태양 광선에서 열을 공급받는다.

  + 명왕성 : 메탄 얼음으로 덮여 있는 행성으로 '카론' 이라는 대형 위성을 하나 거느리고 있다.

  + 해왕성, 천왕성, 토성, 목성 : 거대한 기체 덩어리들이다. 목성형 행성들은 하나도 빠짐없이 얼어붙은 위성들을 주르륵 거느리고 있고, 기체 행성들과 거대한 빙산 덩어리들이 공전하고 있다.

  + 화성 : 화산이 솟아오르고 깊은 협곡이 존재하며 모래 폭풍이 행성 전체를 휘감는다.

  + 금성 : 96%의 이산화탄소, 질소, 수증기, 아르곤, 일산화탄소가 대기 중에 있고, 금성의 구름층은 완전히 농축된 황산 용액으로 미량의 염산(HCI)과 플루오르화수소산(HF)도 존재한다. 금성 표면의 온도는 대략 섭씨 480도(화씨 900도)에 이르는 고온이며, 표면의 대기압은 90기압에 육박한다.

 

태양 : 우리에게 가장 가까운 별로, 태양의 중심에는 수소와 헬륨 기체가 핵융합 반응을 일으키고 있는 용광로가 있는데 이 용광로가 태양계를 비추는 빛의 원천이다.

 

지구 : 푸른 질소의 하늘과 바다가 있고, 서늘한 숲과 부드러운 들판을 가지고 있으며 여러 많은 종의 생명체가 있다.

 

코스모스 : 우주의 질서를 뜻하는 그리스어이며, 카오스(Chaos)에 대응되는 개념이기기도 하다.

 

성간운 : 별들 사이의 광대한 암흑 속에서 기체, 티끌 그리고 유기 분자로 이루어진 성간 구름

 

유성우 : 흔히 별똥별로 일컬어 말하는 것. 하나의 별 이상이 빛을 내며 아래로 떨어지는 현상. 유성들은 혜성이 남기고 간 부스러기들이다. 혜성과 지구의 궤도가 서로 만나게 되는 지점에 유성의 무리가 있기 마련인데 그 때 이런 현상이 나타난다.

 

 

 

 

 

 

• 천문학의 역사

 

 

 

 

 

 

 

이오니아 : 2,500년 전 사모스 섬에서 고대 천문학이 태동했다. 이오니아는 섬들을 중심으로 발달한 세계였고, 섬마다 환경이 달라서 섬 생활에서 겪게 되는 고립은 다양성을 가져다주었다. 페니키아의 음성 알파벳 기소를 처음으로 그리스 어에 사용한 곳이 이 곳이었고, 상인들의 번영이 기술 개발에서 비롯되었다. 인류 사상사의 위대한 혁명은 기원전 600년과 400년 사이에 일어났다.

 

이오니아의 첫번째 과학자는 밀레투스(Miletus)의 탈레스(Thales)였다. 밀레투스는 사모스 섬 건너편에 있는 아시아의 한 도시이고, 탈레스는 이집트를 두루 여행하며 바빌로니아의 지식에도 정통했다. 전설에 따르면 그는 일식을 예측할 수 있었고, 피라미드의 그림자 길이와 수평선 위에 떠오른 태양의 고도를 이용하여 피라미드의 높이를 쟀다. 오늘날에도 표면에 있는 산들의 높이를 모두 같은 방법으로 잰다. 3세기 후 유클리드가 정리한 기하학의 여러 성질들을 탈레스가 이미 증명했다는 이야기도 있다. 그는 신들이 세상을 만든 것이 아닌 자연 속에서 서로 영향을 주고 받는 물리적 힘의 결과로 만물이 만들어졌다고 생각했다.

 

탈레스의 친구이자 동료인 아낙시만드로스(Anazimandros)는 연구에서 실험의 중요성을 인식했던 최초의 인물이었다. 막대기의 그림자가 이동하는 것을 관찰하여 1년의 길이를 정확히 측정했고, 계절의 시작과 끝도 알아냈으며 그리스에서 최초로 해시계를 만든 사람이었으며 세상을 지도로 표현하고 별자리의 모양을 나타내는 천구도를 만든 최초의 인물이었다. 생명의 자연 발생설을 제창했다.

 

기원전 540년경, 사모스 섬의 테오도루스(Theodorus)는 공학 기술의 거장이며, 열쇠와 자물쇠, 자, 목수용 곱자, 수준기, 지렛대, 선반, 청동 주조 기술, 중앙 난방법의 발명가로 그리스 인들 사이에서 널리 존경을 받는 인물이었다.

 

이와 비슷한 시기, 근처 코스(Cos) 섬에는 히포크라테스(Hippocrates)가 의학 전통을 세우고 있었다. '히포크라테스 선서' 외에 의술이 물리학과 화학 기반을 두어야 한다고 강조했다. 기원전 450년경 엠페도클레스(Empedocles)라는 의사는 자연 선택에 따른 진화'라는 이론을 다윈보다 앞서 구상할 수 있었던 인물이었다. 물시계 또는 '물도둑' 이라는 기구를 이용하여 공기가 있다는 걸 알아냈다.

 

기원전 430년에 아브데라(Abdera) 출신의 데모크리토스(Democritos)는 수 많은 세계들이 우주에 두루 퍼져있는 물질에서 동시다발적으로 태어나 진화를 거쳐 결국 쇠퇴하게 된다고 믿었고, 운석 충돌로 인한 구덩이의 존재를 아무도 모르던 당시에, 이렇게 태어난 세계들이 서로 충돌할 것이라 예상했다. 원자(atom)의 존재를 이야기하였다. 또한 그는 원뿔 또는 피라미드의 부피를 계산하는 방법을 고안하면서 미적분학의 문턱까지 갔으나, 그 자료는 아주 옛날에 소실되었다. 은하수라는 존재를 알았다.

 

기원전 450년경 아테네에서 활약했던 이오니아 출신의 아낙사고라스(Anaxagoras)는 유물론자로서, 달이 밝게 보이는 것은 반사된 빛 때문이라고 확실히 이야기한 최초의 인물로 달이 타고 기우는 위상 변화를 올바르고 이해하고 있었다. 월식을 예측했고, 그가 기술한 이론의 복사본이 비밀리에 유포되었다.

 

사모스와 관련된 인물들 중 후세에 가장 많은 영향을 끼친 사람은 아마 피타고라스(Phthagoras)일 것이다. 기원전 6세기의 폴리크라테스와 동시대의 인물로 지구가 둥글다 라고 제창한 최초의 인물이었다. 피타고라스의 법칙을 수학적 추론 방식으로 개발했고, '코스모스'라는 단어를 처음 사용한 이였다. 정다면체에 매료되어 있었는데 정다면체는 오로지 5가지만 가능하다. 정수를 특별히 좋아했고, 만물의 근원도 정수라고 여겼기 때문에 그를 뒤엎는 '무리수'를 발견했음에도 불구하고, 외부에 공유하지 않았다. 이것이 오늘날 'irrational' 이라는 단어가 '불합리'라는 두번째 뜻을 가지게 된 연유이다.

 

피타고라스 이후 3세기가 지난 뒤 사모스 섬에서 태어난 아리스타르코스(Aristarcos)는 이오니아의 마지막 과학자이다. 이 시기에 지적 깨달음의 중심지가 알렉산드리아 도서관으로 이미 이동했기 때문이었다. 그는 태양이 행성계의 중심이고, 모든 행성은 지구가 아니라 태양의 주위를 돈다고 주장한 첫번째 인물이었다. 월식 중에 달의 표면에 드리워지는 지구 그림자를 보고 태양은 지구보다 훨씬 크며 매우 멀리 떨어져있다고 추론했다.

 

 

 

이집트의 알렉산드리아 : 기원전 3세기의 거대 문명을 갖춘 도시로, 알렉산더 대왕이 그의 전 경호원을 시켜 건설한 도시로 외래 문화를 존중했고, 개방적인 성격을 가지고 있었다. 아리스토텔레스가 스승이었으며 무역, 문화, 학문에 관한 세계의 중심지가 되기를 원했다. 알렉산드리아 대도서관과 부속 박물관들이 가장 으뜸가는 곳이었으나, 별관인 세라피움이라는 신전을 제외하고는 현재는 모두 사라져버렸다. 

 

알렉산드리아 대도서관에서 활동한 학자들 중에 에라토스테네스 외에도, 히파르코스(Hipparachos, 별자리의 지도를 작성하고 별의 밝기를 추정한 천문학자), 유클리드(Euclid, 기하학을 명쾌하게 체계화한 수학자), 트라키아(Thracia)와 디오니시우스(Dionysius)(말의 품사를 정의하고 언어학의 체계를 확립한 언어학자), 헤로필로스(Herophilos, 지능은 심장이 아닌 두뇌에서 비롯된다는 사실을 증명한 생리학자), 헤론(Heron, 톱니바퀴 열차와 증기 기관을 발명하고 로봇에 관한 최초의 책 '오토마타 Automata'를 저술), 페르가의 아폴로니우스(Apollonius of Perga, 타원, 포물선, 쌍곡선이 원추곡선임을 밝힌 수학자)가 있으며 아르키메데스(Archimedes)는 레오나르도 다 빈치가 등장하기 이전의 가장 천재적인 공학자였다. 천문학자이자 지리학자였던 프톨레마이오스(Ptolemaeos)는 오늘날의 사이비 과학이라 할 점성술을 수집하여 정리했으며 그가 주창한 지구 중심 우주관인 천동설이 1,500여년 동안 맹위를 떨쳤다. 수학자이자 천문학자인 히파티아(Hypatia)는 700년이 된 이 도서관이 파괴되고 약탈당할 때 함께 순사했다.

 

 

에라토스테네스 : 알렉산드리아에서 그는 천문학자, 역사학자, 지리학자, 철학자, 시인, 연극 평론가이자 수학자였고, 유명한 알렉산드리아 도서관의 장이었다. 막대기, 눈, 발과 머리 그리고 실험 정신으로 지구의 둘레를 겨우 몇 퍼센트의 오차로 정확하게 측정했는데 그 이후 지구 탐험 사업이 이뤄지기 시작했다.

 

 

점성술 : 해와 달과 별의 위치에 그것들의 움직임을 정확하게 알면 사냥을 언제 나가야 하는지, 씨앗은 언제쯤 뿌리고 익은 곡식은 언제쯤 수확해야 할지, 부족 구성원을 언제 모두 불러모아야 할지 예측할 수 있었고, 이 정확도가 향상됨에 따라 기록을 보존하는 일이 점점 중요시되었다. 그만큼 천문학은 관측과 수학과 문자의 발달에 크게 이바지하였는데 시간이 흐르면서 이 부분에 신비주의와 미신이 첨가되기 시작했다. 해와 별은 계절, 식량, 기후를 다스리고 달은 바다의 조수간만과 여러 동물의 생활주기 그리고 인간의 월경 주기를 다스린다고 생각했다. 

 

이런 개인 점성 사상이 이집트의 알렉산드리아에서 싹트기 시작하여, 약 2000년 전에 그리스와 로마 문화권으로 퍼져나갔다. 그 증거로 재해를 뜻하는 'disaster'는 그리스어로 '나쁜 별' 이란 뜻이고, 유행성 감기를 뜻하는 'influenza'는 이탈리아 어로 별의 '영향'을 뜻하는 'influence'에서 나온 말이며, 건배를 뜻하는 'mazeltov'는 히브리어(본질적으로 바빌로니아 어)로 '좋은 별자리' 라는 뜻이다. 'shlamazel' 이라는 이디시 어는 악운이 끊이지 않고 겹치는 사람을 가리키는 바빌론의 천문학 용어에서 나왔고, 플리니우스(Plinius)의 주장에 의하면 로마에 'sideratio' 하여 '행성에 얻어맞은' 사람들이 있었다고 하는데 당시 로마 인들은 행성을 죽음의 직접적인 원인으로 여기며 '고려하다' 는 뜻의 'consider' 는 '행성과 함께' 라는 뜻이다.

 

클라우디우스 프톨레마이오스(Claudius Ptolemaeus) 는 바빌로니아 시대부터 내려운 점성술 전통을 체계화했다. 그는 사람의 언행이 행성과 별의 영향을 받고 있다고 믿었을 뿐 아니라, 키, 얼굴, 성격, 게다가 선천적인 장애도 별의 다스림을 받는다고 생각했다. 하지만 그의 점성술 체계는 춘분점과 추분점의 세차 운동, 대기의 굴절 현상 등도 감안된 것이라고 하며, 오늘날의 점성술사들은 그것들과 함께 수많은 위성, 행성, 소행성, 혜성, 퀘이사, 펄서, 폭발 은하, 공생별, 격변 변광성, 엑스선 광원 등도 전혀 감안하지 않는다.

반면 천문학자로서 프톨레마이오스가 이룩한 업적은 별들에게 이름을 붙여준 것과 그들의 밝기를 기록하여 목록으로 정리하였으며 왜 지구가 구형인지 그 이유를 제시했고, 일식이나 월식을 예측하는 공식을 확립했다. 가장 중요한 업적은 아마도 행성들의 이상한 운동을 설명하기 위해 우주의 모형을 제시한 부분일 것이다.

 

 

 

니콜라우스 코페르니쿠스(Nicholaus Copernicus) : 태양이 지구의 중심에 있다는 지동설을 최초로 제시한 천문학자. 하지만 당시 가톨릭 교회는 이를 불편하게 생각하여 1616년 그의 저서를 금서로 지정한다.

 

 

요하네스 케플러(Johannes Kepler) : 행성은 타원 궤도를 따라 움직이고 태양은 그 타원의 초점에 있다(제1법칙), 행성과 태양을 연결하는 동경은 같은 시간 동안에 같은 넓이를 휩쓴다(제2법칙), 행성의 주기를 제곱한 것은 행성과 태양 사이의 평균 거리를 세제곱한 것에 비례한다. 즉, 멀리 떨어져있는 행성일수록 더 천천히 움직이되, 그 관계가 수학 공식  P^2=a^3를 정확하게 따른다(제3법칙, 조화의 법칙)을 확립한 천문학자이자 수학자.

 

행성이 태양에 접근 또는 후퇴하는지를 어떻게 알아내는 것인지를 연구하여 자기력의 작용과 유사한 성격의 것이 존재한다고 제안했는데 그가 최초로 중력 또는 만유 인력의 개념을 예견했다.

 

 

아이작 뉴턴(Isaac Newton) : 미적분학을 발명하였고, 관성의 법칙 즉, 중력, 만유인력의 법칙을 밝혀냈다. 이 중력의 법칙은 우주 어디에서나 성립하는 범우주적 성격의 보편 법칙이다. 만유 인력은 거리 역제곱의 법칙이다.

 

 

 

네덜란드 : 스페인으로부터 독립한 후 정부와 민간 합작으로 동인도 회사를 설립하여 항해와 국제 무역을 활발히 하였다. 온갖 검열로 사상의 자유를 억압받던 당시의 유럽 지식인들이 17세기의 네덜란드에 모여들었다. 유대인 철학자 스피노자(Spinoza), 수학자 데카르트(Descartes)를 비롯하여 페인(Paine), 해밀턴(Hamilton), 애덤스(Adams), 프랭클린(Franklin), 제퍼슨(Jefferson)과 같은 철학적 성향의 혁명가들에게 같은 영향을 미친 정치학자 존 로크(John Locke)도 이주해왔다. 램브란트, 베르메르(Vermeer), 프란스 할스(Frans Hals)와 같은 화가들과 현미경을 발명한 레벤후크(Leeuwenhoek), 국제법의 창시자 그로티우스(Grotius), 빛의 굴절 법칙을 발견한 스넬(Snellius)도 있었다. 로마 가톨릭으로부터 탄압을 받았던 갈릴레오도 네덜란드의 라이덴 대학교가 교수직을 제안했다.

다른 나라에서 금지된 서적도 네덜란드에서는 출판이 허용되었고, 기술을 존중하며 사회 전체가 발명가를 제대로 평가하고 예우하는 분위기였다.

 

 

크리스티안 하위헌스(Christiaan Huygens) : 초기의 현미경들을 설계하는데 적지 않은 기여를 했으며, 본인도 그 현미경을 통해 생물학적인 많은 발견을 했다. 정액 세포의 발견, 미생물 증식과 번식 등 생명의 자연 발생설에 하나의 대안을 제시하였고(후에 루이 파스퇴르 Louis Pasteur가 확인), 화성 생명 탐사 계획의 기원이 여기에 맞닿아 있다.

 

에라토스테네스에 이어 지구 외의 다른 행성의 크기를 측정한 첫 인물이며, 금성이 구름으로 완전히 뒤덮여있다는 사실을 맨 처음으로 추측한 천문학자였다. 화성의 표면 특징을 지도로 남겼을 뿐 아니라, 그 표면 특징이 나타났다 사라지는 현상을 관찰하여 화성의 자전 주기가 24시간이라는 사실도 측정했다. 또한 토성이 여러 겹의 고리로 둘러싸여 있고 특히 그 고리가 토성 표면과 접촉하지 않는다는 사실을 처음 확인했다. 타이탄은 토성의 위성 중 가장 큰 위성이자 태양계에서 두번째로 커서 앞으로 생명의 기원 연구와 관련해서 기대할 수 있는 연구 대상 천체이다.

 

그리고 갈릴레오의 진자의 주기 원리를 이용해 추시계를 발명하여 그것을 경도 측정에 이용하였고, 균형을 잡아주는 나선 모양의 용수철을 발명했으며, 원심력을 계산하여 역학의 발전에 크게 기여하였다. 주사위 놀이를 통해 확률론에 공헌하고, 공기 펌프를 개량하여 후에 채광 산업의 혁명을 불러왔으며, '요술 등'은 오늘날 슬라이드 영사기의 원조이다. 게다가 '화약 엔진' 이라는 것을 개발하여 증기 기관 발달에도 큰 영향을 끼쳤다.

 

 

 

 

 

 

• 지구 생명의 진화

 

 

 

 

46억년 전 성간 기체와 티끌이 응축된 구름 속에서 지구가 만들어졌고, 화석 기록을 보면 최초의 생명이 대략 40억년 전 원시 지구의 바다나 연못에서 태어났다. 이 최초의 생명은 단세포 동물만도 못했다. 

 

원시 지구 대기의 주 성분은 수소 원자를 여러 개 가진 간단한 구조의 분자들이었고, 이 분자들은 태양에서 복사된 자외선과 번개의 전기 방전을 통해 쉽게 해리되어 여기서 떨어져나온 작은 원자와 분자들이 우연히 재결합하면서 더 복잡한 물질로 만들어졌다. 이렇게 생성된 화학 반응의 부산물들은 바다나 연못에 용해되었으며 거기에서 점진적으로 더 복잡한 물질로 서서히 변해갔고, 다른 종류의 분자들을 바탕으로 스스로를 비슷하게 복제할 수 있는 새로운 분자가 아주 우연히 만들어졌는데 이것이 바로 디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid) 분자, 즉 DNA의 원형이다.

 

DNA는 나선형으로 꼬인 긴 사다리와 비슷한 구조를 하고 있다. 사다리의 가로대(뉴클레오티드 nucleotide)는 각각 서로 다른 네 종류의 분자들로 이루어져있고,  이것들이 모여서 주어진 생물을 만드는 유전 설계도를 이룬다. 유전 설계도가 비록 같은 언어로 씌어져있지만 그 내용이 각기 다르기에 유기체의 종류마다 유전 형질이 다르고, 돌연변이는 뉴클레오티드의 변화에서 초래되어 변형된 형질은 다음 세대에 그대로 전해진다. 대부분의 돌연변이들은 해롭거나 치명적이지만 오랜 세월을 기다려 지극히 일부의 경우가 이로운 돌연변이를 유발하고 진화의 원동력으로 작용한다.

 

 

오늘날 식물 세포는 엽록체라 불리는 분자를 가지고 있다. 햇빛, 물, 이산화탄소를 탄수화물과 산소로 바꾸는 광합성 작용을 한다.

혈액 속에는 미토콘드리아(mitochondria)라 불리는 또 다른 종류의 분자가 있고, 주어진 생물이 섭취한 음식물에 산소를 첨가하여 에너지를 추출하는데 동물과 식물 모두의 세포 안에 들어있다.

 

세포 안에는 아주 복잡하고 정교한 구조물들이 미로같이 늘어져 있는데 이것들이 세포 형태를 유지하고 한 물질을 다른 물질로 변화시키고 에너지를 저장하며 자기 복제를 준비하는 등 생명 현상에 필요한 다양한 기능을 수행한다. 세포 안의 분자 덩어리들은 대부분 단백질이고, 가장 중요한 단백질은 세포 안에서 화학 반응을 조절하는 효소이다. 세포의 핵 속에는 DNS와 RNA라는 이름의 두 가지 핵산이 있는데 DNA는 무엇을 해야 할지 업무 수행의 구체적 단계를 알고 있으며, 그 내용을 기술하는 코드를 갖고 이에 따라 지침을 하달하고, RNA는 DNA로부터 지침을 받아서 세포의 여기저기로 전달하는 임무를 수행한다.

 

진화는 돌연변이와 자연 선택을 통해서 이루어진다. DNA 중합체 효소가 복제 과정에서 실수를 범하면 돌연변이가 생기는데 이런 경우는 매우 드물다. 

 

 

성은 대략 20억년 전부터 생긴 것으로 추정되고, 10억년 전쯤부터 식물들이 지구의 환경을 변화시키기 시작했다. 원시 지구의 대기는 수소로 가득했으나, 이를 계기로 지구 대기의 성질이 근본적으로 산소로 바뀌었다. 인간은 산소를 좋아하지만 생물의 역사상 최대의 위기가 닥쳐 보툴리누스 균이나 파상풍 균 같은 몇몇의 원시적 형태의 생물만이 간신히 살아남았다. 

 

대략 6억년 전부터 새로운 형태의 생물들이 폭발적으로 지구에 나타났는데 이것이 바로 캄브리아기 대폭발(Cambrian Great Explosion)이라 불리는 사건이다. 겨우 수백만년전 최초의 인간이 나타났다.

 

 

 

 

 

 

• 지구의 위기

 

 

 

퉁구스카 사건(Tunguska Event) : 1908년 6월 30일 이른 아침, 중앙 시베리아의 한 오지에 거대한 불덩어리 하나가 하늘을 가로질러 떨어졌고, 엄청난 푹발음과 함께 약 2,000제곱킬로미터의 숲이 모두 납작하게 밀렸으며, 낙하지점 가까이에 있던 수천 그루의 나무가 순식간에 재로 변한 사건. 그 때 대기에서 발생한 충격파가 지구를 두바퀴나 돌았다고 한다. 게다가 이틀 동안 미세한 고체 티끌 입자들이 대기 중에 떠돌아다녀서 폭발 지점에서 1만 킬로미터 떨어진 런던도 어둠을 밝힐 정도로 산란광이 가득했다고 한다.

 

일어난 사실을 조합하여 설명할 수 있는 단 한가지 가설은 '1908년 혜성의 조각이 지구와 충돌했다' 라는 것이다. 지름 100미터, 무게 수백만톤, 초속 30킬로미터의 속력으로 달리던 얼음 덩어리, 즉 혜성 조각이 지구와 충돌한 결과라고 추정한다.

 

 

핼리 혜성 : 기원전 1057년 중국의 '회남자'라는 책에 핼리 혜성이 언급되어 있고, 기원전 66년도 핼리 혜성이 지구에 접근했던 시기로 요세푸스(Josephus)의 "예루살렘 상공에 1년 동안 칼이 드리워져 있었다" 라는 기록이 남아있다. 1066년 노르만 인들이 핼리 혜성을 기록해놓았고, 1031년 근대 사실주의 화가 조토 데본도네(Giotto de Bondone)도 그가 그린 그림 '동방 박사의 경배' 에서 핼리 혜성을 목격했다는 걸 알 수 있다. 1446년의 핼리 혜성은 기독교도들이 목격했다.

 

뉴턴이 혜성도 다른 행성들과 마찬가지로 타원 궤도를 그리며 태양 주위를 돈다고 증명하였고, 1707년 그의 친구 에드먼드 핼리(Edmund Halley)가 1531년, 1607년, 1682년에 출현했던 혜성들이 모두 같은 혜성으로서 76년마다 되돌아온다는 사실을 계산으로 밝혀냈다. 더불어 1758년 다시 올 것이라 예측했고, 때마침 나타났다고 하여 핼리 사후에 이 혜성을 "핼리 혜성" 이라는 이름으로 불리게 되었다.

 

윌리엄 허긴스(William Huggins)는 1868년에 혜성의 스펙트럼과 천연가스나 에틸렌 계열 기체의 스펙트럼이 몇 가지 측면에서 동일하다는 사실을 밝혀냈고, 시안(cyanogen) 즉, 탄소 원자와 질소 원자로 이루어져 청산가리 같은 시안화물을 형성하는 분자 조각 CN을 혜성의 꼬리에서 발견했다. 아주 소량만 있던 것 뿐이었는데 이 사실로 크게 겁을 먹은 사람들은 1910년이 지구 종말의 사인이라 여기며 혼란스러워했다. 

 

 

 

 

 

 

 

• 화성

 

 

 

 

퍼시벌 로웰(Percival Lowell)이 대규모의 천문대를 설립하고 심혈을 기울여 화성 생명이 존재를 입증하기 위한 연구를 시작했다. 그는 행성의 본질과 진화에 관한 지식과 우주의 팽창에 관한 추론 그리고 명왕성의 발견 등과 관련해서 인류 문화 발전에 커다란 공헌을 했다. 사실 명왕성(Pluto)을 본인의 이름을 따서 명명하기도 했다. 

천문대의 망원경을 이용하여 화성을 관찰하며 공책에 그가 보았다고 생각하는 것들을 그려넣었는데 밝고 어두운 지역들, 극관의 흔적, 운하들 그리고 운하로 얽히고 설킨 행성 그 자체의 모습이 있었고, 그물 같은 것은 거대한 용수로 시스템이라고 믿었다. 로웰이 그린 화성의 모습은 사막의 세계였는데 여전히 지구에서 보는 사막과 같은 것이었다고 한다. 그래서 그는 화성에 생명체가 산다고 믿었는데 앨프리드 러셀 월리스는 화성의 기온은 어디든 빙점 이하이고, 대기는 희박하며, 충돌 구덩이들은 사방에 널리 있어야 했고, 운하의 물에 대해서는 너무나 양이 부족할 뿐더러 사막 지대라는 점을 강조했다.

 

 

후에 나사가 바이킹 우주선을 화성으로 보냈다. 궤도선과 착륙선으로 구성되어 있으며 화성 궤도에 일단 진입하면 바이킹 우주선은 착륙선을 화성의 북위 21도 크라이세(Chryse, 그리스어로 황금의 땅)에 착륙시켰고, 바이킹 2호는 북위 44도 카이도니아(Cydonia)라는 소량의 물이 존재할 가능성이 있다는 곳에 착륙시켰다. 바이킹 1호 착륙선이 전송한 사진을 보면 콜로라도나 애리조나나 네바다 주 등과 비슷한 자연 그대로의 바위 덩어리와 모래 언덕들, 높은 산이 자리잡고 있었다고 한다. 여전히 생명이 존재한다는 증거는 없지만 지구와 굉장히 비슷한 환경에 똑같은 자전주기로 인해 여전히 화성 탐사는 계속 이뤄지고 있다.

 

 

 

 

 

 

• 목성

 

 

 

 

보이저 우주선 1,2호선에서 가져온 여러가지 사실들을 살펴보면, 목성 주변에 있는 갈릴레오의 위성들은 거의 수성 크기로 크고, 이오(Io)와 유로파(Europa)는 주로 암석 성분의 위성이며, 바깥쪽의 가니메데(Ganymede)와 칼리스토(Calistro)는 얼음과 바위의 중간 정도 밀도의 물질로 이루어진 위성이다.

 

이오(Io)는 갈릴레오의 4대 위성들 중 목성 가장 가까이에서 공전하는 위성이다. 화성보다도 훨씬 더 붉은 색을 띠고 있는 만큼 화성계에서 가장 붉은 천체인데 적외선과 전파 레이더 관측에서 표면이 변하고 있는 것을 알 수 있었다. 거대한 도넛 모양을 하는 원자 기체의 튜브가 이오의 궤도 근방에서 목성을 감싸고 있고, 그 기체의 성분은 황, 나트륨, 칼륨으로 이오가 발생시킨 물질이었다. 더 가까이에서 관측한 결과, 위성의 표면이 다른 어느 천체와도 판이하게 다른 다양한 색깔을 보이고 있었는데 충돌하여 생긴 구덩이도 없고, 대기가 없으며, 물이 존재하기에는 기온이 너무 낮았다. 결국 아홉개의 활화산을 발견했는데 수천개 정도 존재할 것으로 예상하면 이 용암이 운석공을 모두 에우고도 남을 충분한 양이었다.

 

목성 내부의 압력은 지구 표면 대기압의 300만배나 되고, 태양계에서 가장 강력한 자기장을 발생시킨다. 이것이 목성 내부의 금속성 액체에 흐르고 있을 것으로 예상되는 전류 때문일 것인데 이것은 자기장 뿐만 아니라 전자와 양성자로 구성된 목성 주변의 복사 벨트를 생성한다. 이것으로 인해 전파 에너지가 방출된다.

 

 

 

 

 

 

• 토성

 

 

 

목성보다 약간 작다는 점만 제외하면 물질 조성을 비롯하여 여러가지 측면에서 목성과 매우 비슷하다. 대략 10시간에 한번씩 자전하고, 다양한 색깔의 고리가 있으며 자기장과 복사 벨트는 목성에 비해 매우 미약한 수준이지만 행성 고리만 보면 토성이 훨씬 아름답다. 그리고 12개 이상의 위성을 거느리고 있는데 그 중에 가장 큰 관심사가 바로 타이탄이다. 

 

타이탄은 태양계 안에 있는 위성들 중에서 가장 거대한 존재로, 상당 수준의 대기를 실제로 보유한 유일한 위성이다. 표면 기압은 화성과 비슷한 수준이고, 평균 밀도가 매우 낮다. 대기의 구성 성분은 메탄이고, 상당량의 H2O 얼음이 있을 것으로 추정하고 있다. 태양에너지를 지구의 1퍼센트밖에 받지 못해 섭씨 0도도 안될 추운 환경임에도 불구하고 풍부한 양의 유기물질, 태양에서 오는 복사 에너지의 역할 그리고 활화산 주위에서 예상되는 고온의 상황 등을 고려하면 타이탄에 생명이 있을 가능성이 있을지 모른다.

 

토성 고리 입자의 주성분은 물로 된 얼음이고, 자기장이 있다.

 

 

 

 

 

 

• 알베르토 아인슈타인의 상대성 원리

 

 

 

 

1879년 독일에서 태어난 그는 프러시아 학교 생활에 적응하지 못해 자퇴하고, 이탈리아 북부 토스카나 지역을 방황하고 있었다. 이 곳에서 자유롭게 가졌던 생각들이 후에 세상을 완전히 바꿔놓았다. 어린 시절 아인슈타인은 베른슈타인(Bernstein)이 쓴 '대중을 위한 자연과학(People's Book of Natural Science)' 라는 책에 빠져 전선을 지나는 전기와 공간을 가로지르는 빛의 놀라운 속도를 설명하고 있는 내용을 보고, 빛의 파동을 타고 여행할 수 있다면 세상이 어떻게 보일지에 대해 깊이 고민하기 시작했다고 한다.

 

빠른 속도로 움직일 때 발생하는 논리적 모순을 피해서 세계를 제대로 이해하고자 한다면 반드지 지켜져야 하는 대자연의 규칙 또는 계율을 알아야 하고, 이 규칙들을 특수 상대성 이론으로 정리했다. '어떤 물체에서 반사되거나 방출된 빛은 그 물체가 움직이든 그렇지 않든 상관없이 동일한 속도로 진행한다', '그대는 빛의 속도로나 빛의 속도보다 빨리 움직일 수 없다' 등... 우주를 보는 데에 있어서 모든 장소가 공평하다는 간단한 규칙이 있어 대자연의 법칙은 동일해야 한다. 

 

광속에 가까운 속력으로 여행을 하면 당신은 나이를 거의 먹지 않지만 당신의 친구나 친척들은 여전히 늙어간다. 당신이 상대론적인 여행에서 돌아왔을 떄, 친구들은 몇 십 년씩 늙어 있겠지만, 당신은 전혀 늙지 않았을 것이다. 특수 상대성 이론에 따르면 빛의 속도에 가깝게 움직일 때 시간의 흐름이 지연되어 우주 여행을 하는 사람은 늙지 않으면서 다른 별로 갈 수 있다. 

 

지구는 우리를 지구 중심으로 잡아당기고 있고(중력), 자유 낙하하는 문체는 1초에 초속 9.8미터씩 가속되면서 떨어지는데 사람은 지상에서 1g에 해당하는 힘을 받으면서 살고 있다. 즉, 우주 공간에서 1년 정도 1g의 가속을 계속해서 받으면 광속에 가까운 속도로 도달한다. 구체적으로 계산하면 (0.01km/sec^2) X (3X10^7sec) = 3X10^5km/sec 와 같으며, 여기서 1년은 3000만초, 1g의 크기가 9.8m/sec^2, 즉, 0.01km/sec^2와 비슷하며, 광속이 초속 30만 킬로미터이다. 이런 식으로 우주에서 약 21년을 여행한다고 치면 지구에서의 시간은 3만년에 해당하는 세월이 지난 것이라 지구로 돌아간다고 해도 이미 가족, 친지들은 세상을 떠나고도 한참 지났을 시간이고, 지구 자체가 소멸되었을지도 모른다.

 

이런 식으로 상대성 이론이 이론적으로는 가능하기는 하나, 이걸 현실적으로 달성하기에는 불가능하다는 의견이 훨씬 더 많다. 우리가 흔히 보는 시간 여행에 관한 영화나 드라마에서 항상 강조하는 법칙이 과거로 여행을 할 때 과거를 절대 바꿔선 안된다는 부분인데 그 이론이 바로 여기서 나왔다고 보여진다. 어떤 물리학자들은 역사를 달리하는 두 갈래의 우주들이 서로 나란히 실재할 수 있다고 주장하고 있다.

 

 

 

 

 

 

• 별들의 삶과 죽음

 

 

 

 

탄소, 산소, 수소, 그 외의 원자들이 분자들을 구성한다. 별은 주로 수소로 된 성간 기체와 소량의 성간 티끌이 뭉쳐서 만들어진 것으로 수소는 코스모스가 비롯된 대폭발에서 만들어졌다. 원자의 외곽은 전자의 구름으로 둘러싸여 있고, 전자는 전하(음전하)를 띄는데 이것이 원자의 화학적 성질을 결정한다. 원자의 깊숙한 내부, 전자구름 속 깊숙한 곳에는 핵이 숨어 있다. 핵은 양전하를 띠는 양성자들과 전기적으로 중성인 중성자들로 구성된다. 

 

자연에는 화학적 성질이 뚜렷하게 다른 원소가 92종이 있다. 대부분의 물질은 이 92가지의 원소로 구성된 각종 분자 형태로 존재한다. 우주 어디든 존재하는 물질의 99%는 수소와 헬륨이고, 헬륨은 사실 지구보다 태양에서 먼저 검출됐다.(그리스의 신 헬리오스가 모티브) 기체와 티끌로 구성된 성간 구름이 중력 수축하여 별들과 그 별들에 딸린 행성들을 만드는데 이 과정에서 기체 분자들이 격렬하게 충돌하여 내부의 온도가 상승하며 1000만도에 이르면 수소 원자 네 개가 만나서 헬륨 핵이 하나 만들어지는 핵융합 반응이 전개된다. 핵융합 반응에서 최초로 태어난 광자가 가시광선의 광자로 표면을 빠져나오기 시작하면 비로소 새로 탄생한 별을 볼 수 있다.

 

초신성이 폭발하면 그 때 발생한 충격파가 주위에 있던 성간물질에 전해지고, 그 성간운의 밀도가 증가하여 그 결과로 새로운 별의 탄생으로 이어질 중력 수축이 성간운에 유발된다. 태양같은 종류의 별들은 무더기로 태어나기도 한다.

 

수소 핵융합 반응이 영원히 지속될 수는 없고, 핵융합 반응이 일어날 수 있는 지역은 고온 고압의 중심부 일부일 뿐이며, 그 수소가 그 지역에 한없이 많은 것은 아니다. 그러므로 별의 운명, 별의 최후는 그 별이 얼마나 큰 질량을 가지고 태어났느냐에 따라 결정된다.

 

생명의 기원과 진화는 별의 기원과 진화와 그 뿌리에서부터 서로 깊은 연관을 맺고 있다. 그 이유는 우리를 구성하는 물질이 원자력 수준에서 볼 때 아주 오래전에 적색 거성들에서 만들어졌고, 지구의 어떤 동위 원소는 태양이 태어나기 직전 근처에서 초신성의 폭발이 있었음을 강력하게 시사하며, 생명의 탄생에서 별의 흔적을 찾아볼 수 있기 때문이다. 또한 지구상에서 벌어지는 모든 생명 활동이 결국 태양 에너지에 의존하고 있다는 사실을 주목해야 한다.

 

태양 규모의 별들은 적색 거성의 단계를 거쳐 백색 왜성으로 자신의 일생을 마감한다. 질량이 태양의 두 배에 이르면서 중력 수축 중에 있는 별은 초신성 폭발을 거쳐 중심에 중성자별을 남기는 것으로 일생을 끝맺는다. 초신성으로 폭발하고 남은 질량이 태양의 다섯 배 이상이면 자체 중력이 잔존하는 질량 덩이를 블랙홀로 몰아간다.

 

 

 

 

 

 

• 영원의 벼랑 끝

 

 

 

 

100억 또는 200억년 전에 빅뱅(The Big Bang)이라고 불리는 대푝발의 순간이 있었고, 우주는 그 대폭발에서 비롯되었다. 왜 그런 현상이 있었는지는 아무도 알 수 없다. 대폭발의 순간 이후 지금까지 우주는 한시도 쉬지 않고 팽창을 계속해왔고, 우주의 원시 화구(primordial fireball)가 식어 매우 큰 파장의 빛을 내는데 이 빛을 우주 배경 복사라고 부른다. 우주 배경 복사는 하늘의 모든 방향에서 볼 수 있다.

 

초기의 우주는 강력한 방사선과 고온 고밀도의 물질로 가득차 있었고, 고온 고밀도의 원시 화구가 점차적으로 냉각되자 거기에서 수소와 헬륨 원자들이 먼저 만들어졌다. 그러던 중 주위보다 밀도가 약간 높은 지역이 군데군데 생기면서 가스 주머니들이 생기기 시작했고, 이 가스 구름이 거대한 회전 원반체로 변신하여 수천억 개의 점들을 품으면서 은하가 형성되었다. 은하들이 만들어지는 과정에서 가장 중요한 요인인 중력의 법칙과 각운동량 보전 법칙이 우주 어디에서든 그대로 성립하는데 이것은 우리 지구도 마찬가지이다.

 

 

수십억 광년 떨어진 곳에 은하 중심부의 폭발이나 소동과는 비교할 수 없는 격렬한 변동을 겪고 있는 천체들이 있는데 이것을 우리는 준성 또는 퀘이사(quasar)라고 부른다. 퀘이사는 준성 전파원이라는 뜻의 'quasi-stellar radio source'의 머리글자를 조합해 만든 단어이다. 허나, 모든 준성 전파원들이 반드시 강력한 전파원이 아니라는 사실이 밝혀지면서 준성체라는 뜻의 'quasi-stellar object' 로 이름이 바뀌었고, 요즘은 더 줄여서 'QSO' 로 흔히 표기된다. 

 

퀘이사가 높은 수준의 광도를 어떤 방법으로 공급할 수 있는지에 대한 이론이 몇 가지 있는데 (1)극단적인 변형으로서 질량이 매우 큰 고속의 회전체가 그 내부에 자리하고 그것이 강력한 자기장에 연결되어 막대한 양의 에너지를 방출한다는 이론, (2)은하 중심의 수많은 항성들이 서로 격렬히 충돌하며 별의 외곽부는 찢겨 달아나고 수십억도의 고온 내부 핵 부분이 노출된 것이 중성체라는 이론, (3)내부에서 초신성 폭발이 연쇄적으로 일어나고 있는 은하가 준성체라는 이론, (4)물질과 반물질의 상호 소멸에서 생기는 에너지의 급격한 방출이 준성체 현상으로 나타난다는 이론, (5)성간 가스와 티끌이 은하의 중심에 있는 거대한 블랙홀로 떨어지면서 폭발적으로 내놓는 막대한 양의 에너지가 준성체의 제반 현상을 빚어내는 장본인이라는 이론, (6)준성체가 '화이트홀(white hole)이라는 이론 이렇게 6가지가 있다.

 

 

우주의 대폭발과 은하의 후퇴 운동을 발견할 수 있었던 것은 도플러 효과라고 알려진 자연의 간단한 원리 덕분이었다. 도플러 효과는 공기 밀도의 변화에 따라 만들어지는 일련의 파동 현상인 소리가 우리에게 가까울수록 점점 고음이 되다가 그 간격이 멀어질수록 점점 저음으로 바뀌는(경주용 차를 생각해보면) 현상을 말한다. 빛 또한 파동 현상으로 소리와 다르게 진공에서도 전파되고, 도플러 효과는 빛에서도 나타난다. 은하 하나에서 오는 빛은 그 은하를 이루는 수십억 개의 별들이 방출하는 빛의 총합이다. 별에서 온도가 낮은 외곽부의 대기는 별 내부의 특정 파장들의 빛을 흡수하여 스펙트럼 사진에 여러개의 흡수선을 만들어 놓는데 이것으로 우리는 멀리 떨어져있는 별들도 우리 태양과 같은 성분의 물질로 이루어져 있음을 확인할 수 있었다. 

더욱이 먼 은하들의 스펙트럼이 모두 적색 이동을 보이며, 더욱 놀라운 것은 적색 이동의 정도가 은하까지의 거리에 비례하여 증가한다는 사실을 발견했다.(밀턴 휴메이슨, 에드윈 허블) 적색 이동을 가장 쉽게 해석할 수 있는 것이 도플러 효과의 결과라고 본다.

 

 

 

 

 

 

• 미래로 띄운 편지

 

 

 

 

우리 은하수의 은하 하나에만도 100만개의 다른 세상이 존재한다. 인류보다 고등한 지적 생물이 살고 있다고 생각되는 세상이 100만개에 이른다고 보면 그 중에서 지구는 표면이 온통 물로 덮여있는 아주 진귀한 존재이기도 하다. 지구에는 지능을 가진 생물 몇 종이 살고 있다.

 

 

고래는 지구상에서 가장 큰 몸을 가질 수 있도록 진화한 동물이다. 다 자란 흰긴수염고래 중에는 길이가 30미터, 몸무게가 150톤에 이르는 것도 있을 정도로 공룡보다도 훨씬 더 크다. 고래들은 진화를 통해 다른 의사 소통 방식을 완벽히 터득했는데 그것이 바로 청각이다. 고래가 활용하는 소리의 주파수는 아주 넓은 대역에 걸쳐 분포되고, 고래의 노래는 보통 15분, 가장 긴 노래는 1시간 정도나 계속된다. 구성원 전체가 똑같은 노래를 반복하는데 혹등고래의 노래를 음성 언어로 간주한다면 거기에 담긴 정보량이 10^6 비트에 이른다. 이 정도라면 인간의 대서사시인 '일리아드' 나 '오딧세이아' 를 쓸만한 분량이라고 한다.

 

하지만 고래들에게 가장 위협적인 존재는 기계 기술 문명의 발달로 고래와 바다에서 경쟁하게 된 인간이다. 긴수염고래는 20헤르츠의 소리를 아주 크게 내는데 지구상에서 가장 멀리 떨어진 두 마리의 고래가 상대방의 소리를 알아듣는데 아무런 어려움이 없다고 한다. 15,000km 나 떨어져 있더라도 사랑의 세레나데로 서로의 관계를 확인할 수 있다. 허나, 증기선이 등장하면서 긴수염고래의 교신 거리가 200년쯤에는 대략 10,000km 였으나, 오늘날에는 수 백 킬로미터로 줄었다. 더욱이 인간은 고래에게 이것보다 더 나쁜 짓을 해왔다. 고래 사체의 상거래 활동인데 특히 일본, 노르웨이, (구)소련 등이 이 상거래를 조장하는 국가였다고 한다.

 

살상 자체만 나쁘다고 말하는 것이 아닌 우리의 과제가 만약 외계 생물체가 있다면 그들과 교신하는 것일텐데 그 이전에 먼저 다른 생물들과 교신을 해보는 선행 학습이 필요하고, 그것을 위해서는 그들의 문화, 특성, 유전자 정보까지 세세히 알아야 하기 때문이다.

 

 

뇌도 마찬가지로 수 백 만년 동안 끝없이 진화해왔다. 뇌는 내부에서 외부로 진화했고, 가장 깊숙한 곳에는 뇌간(반사작용, 심장 박동, 내장 활동, 호흡 등 생명의 가장 기본적인 기능을 조절)이 있고, 뇌의 고차원적인 기능들은 크게 세 단계에 걸쳐 진화했다는 이론이 있다. 뇌간의 상단부를 모자처럼 뒤덮고 있는 R-영역은 인간의 공격적 행위, 정형화된 의식 행위, 자기 세력권의 방어, 계층적 위계 질서 등의 유지를 관장하며 수 억년 전 인간이 파충류였던 시기에 발달했다. 이 R-영역을 변연계가 둘러싸고 있는데 이 부위가 포유류 시기에 생긴 곳으로 인간의 기분, 감정, 걱정 등의 정서적 반응과 행동, 자녀 보호 본능을 지시하고 제어한다. 대뇌 피질은 수 백 만년 전 인간이 영장류였던 시기에 생긴 부위로, 원시 두뇌를 제어하고, 직관과 비판적 분석의 중추이며 아이디어의 창출과 영감의 발현이 바로 이곳에서 이루어진다.

 

100조 비트의 정보가 우리의 뇌 안에 있고 이것을 영어로 기술한다면 대략 2,000만권의 책더미가 쌓일 것이다. 세계에서 가장 큰 도서관의 장서량이 대략 이 수준이다. 두뇌는 기억 장치 이상의 기능을 수행하는데 비교, 합성, 추상화 같은 다양한 기능을 가지고 있다.

 

 

지구인과 마찬가지로 10^14개의 신경 연결 다발을 지닌 지적 생물이 사는 행성들이 외계에 있을 수 있다. 아니, 그를 능가한 지적 생물체가 있을지도 모른다. 두 척의 보이저 탐사선에는 구리에 금박을 입힌 레코드판이 한장씩 실려있고, 레코드 바늘과 카트리지도 실려있으며 알루미늄 겉표지에는 사용법이 적혀 있다. 혹시 성간 항해 중에 외계 문명인이 있다면 그들에게 우리의 존재를 알린다는 뜻에서 레코드판에 인간의 유전자, 사람의 두뇌, 도서관 등에 관한 정보를 약간씩 기술해뒀으나 우리 과학에 대한 정보는 전혀 싣지 않았다고 한다. 보이저 탐사선이 외계 문명인과 만날 때 쯤에는 꽤 오랜 시간이 지난 후일 것이고, 그런 탐사선을 가로챌 수 있는 수준의 문명권이라면 그들의 과학이 우리보다 훨씬 앞서 있을 것이기 때문에 우리 자신의 고유한 특성이라고 생각되는 사실만을 알리고자 했다.

 

 

 

 

 

 

• 은하 대백과 사전

 

 

 

 

장 프랑수아 샹폴리옹(Jean Francois Champollion) 은 뛰어난 언어학자로 그의 정열을 고대 이집트 문자 연구에 온통 쏟아부었다. 그는 로제타석을 근거로 고대 이집트의 상형 문자를 해독할 수 있는 천재적인 방법을 발견했다. 

 

'로제타석'은 나일 삼각주에 위치한 라시드라는 마을에서 발견되었고, '로제타' 는 아랍어에 무지했던 유럽인들이 잘못 부른 이름이기 때문에 실제 '라시드(Rashid)의 돌' 이라고 불러야 한다. 1799년 고대 신전에 있던 이 석판에는 같은 내용으로 보이는 글이 세 가지 다른 종류(상형문자, 흘림체 상형문자, 그리스 문자)의 문자로 적혀 있었는데 샹폴리옹은 그리스 문자에 능통했기 때문에 번역할 수 있었다. 기원전 196년 봄 국왕 프톨레마이오스 5세 에피파네스(Prolemaeos V Epiphanes)의 즉위를 기념하기 위해서 석판에 글을 새겼다. 그 내용은 정치범들을 석방했고, 각종 세금을 탕감해줬으며, 신전들에 재물을 하사하고, 반란군들을 용서해줬고, 군비의 증강을 꽤했다는 것이다.

 

또한 샹폴리옹은 로제타석과 함께 필레(Philae)에서 발굴된 오벨리스크 하나를 참조하여 상형 문자를 해석할 수 있었다고 한다. 모든 것이 무척 쉬워 보여도 실은 이 해독법을 터득하기 위해 수세기에 이르는 세월이 필요했고, 특히 고대의 기록일수록 해석하기가 더 어려웠다.

 

 

이렇듯 외계 문명으로부터 전파 신호가 오든 우리가 보내든 쉽게 해독될 수 있는 성질의 것은 아닐 것이다. 다만 과학과 수학은 공통의 언어이고, 자연의 법칙은 우주 어디를 가든 동일하다. 멀리있는 별이나 은하의 스펙트럼이 태양의 스펙트럼과 비슷할 뿐만 아니라 지구에서 적절히 설계한 실험 상황에서 만들어 낸 스펙트럼과도 비슷하다. 우주 어디의 물질이든 같은 종류의 원소들로 구성되어 있으며, 원자의 빛 흡수와 방출 과정은 우리가 알고 있는 양자역학의 기본 원리로 모두 설명할 수 있다. 멀리있는 은하들도 적정 궤도를 따라 상대방 주위를 서로 맴돌고 있고, 중력의 법칙을 충실히 따른다.

 

그러므로 우리에게 온 메시지도 반드시 해독할 수 있을 것이다. 현대 과학 기술은 우리와 교신할 수 있는 외계 문명이 어디에 있든지 그 위치를 정확히 알기만 한다면 그들과의 대화를 가능하게 하는 수준에 와 있다. 전파천문학이야말로 인류의 거대한 과학 기술이다. 전파 외에도 우주선, 가시광선이나 적외선 레이저, 중성미자 펄스, 중력파의 변조파 등의 방법으로도 교신할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

• 누가 우리 지구를 대변해줄까?

 

 

 

 

우리는 자신의 사고 방식에 내재된 원시성과 대결하면서 정신적 족쇄에서 탈출하려 하고 있고, 인류는 다른 행성들로의 여행을 감행하고, 외계에서 올지도 모르는 메시지에 귀를 기울임으로써 육체적 족쇄로부터 탈출을 꾀하고 있다. 정신적 해방과 육체적 탈출은 상호 불가분의 관계에 있다. 

 

 

하지만 우리는 전쟁 수행에 훨씬 더 많은 에너지를 쓰고 있다. 영국의 기상학자 리처드슨(L. F. Richardson)은 전쟁을 일으키는 요인을 찾으려고 했으며 전쟁과 날씨 변화에 모종의 유사성이 내재함을 발견했다. 두 가지 모두 복잡한 현상이기는 하지만 모종의 규칙성을 보이는데 전쟁은 증오심에서 비롯되는 현상이 아니라 일기의 변화와 마찬가지로 이해와 통제가 가능한 하나의 자연 체계라는 부분이다. 

 

'죽음에 이르는 분쟁들의 통계학(The Statistics of Deadly Quarrels)'에 의하면 주어진 규모의 희생을 초래할 전쟁이 발생하는 데까지 걸리는 평균 시간 간격을 추정했다. 희생자의 수로 전쟁 등급 M을 정의했는데 M=3등급의 전쟁은 1,000명의 희생자가 발생하는 소규모의 분쟁이고, 5등급이나 6등급의 전쟁은 희생자가 10만명 또는 100만명에 이르는 심각한 수준의 것이다. 희생자가 많은 전쟁일수록 그 다음 전쟁이 일어날때까지 긴 시간이 걸린다. 전쟁의 이러한 특성은 대규모 태풍보다 국지적 폭우의 빈도가 높은 기상의 특성과 궤를 같이 한다.

 

이를 살인의 빈도로 추정하면 전 세계에는 대략 5분의 한 건 꼴로 살인 사건이 발생한다. 전쟁과 살인은 동일한 성격의 현상이라는 이야기이다. 최근 수십년간의 상황 즉, 핵무기와 그 수송 체계의 발달 현황을 보면 지구 전역에 걸친 재앙이 머지 않아 우리에게 다가올 수 있다.

 

 

강대국들은 살상용 핵무기를 자체 조달하고 비축하는 데에 대한 자기 나름의 정당화 논리를 구축하고 있으며, 그 논리의 당위성을 만방에 열심히 홍보하고 있다. 항시 가상 적국이 가진 문화적 하자를 지적하고 그들이 저지를지 모르는 비이성적 행태를 상정하여 사람이 아직 가지고 있는 파충류의 뇌를 자극하는 데 유효적절하게 활용함으로써, 자국민을 파충류적 행동 기제로 몰고 가곤 한다. 자국은 상대국과 달리 문화적 하자가 없고, 타국을 해칠 의도가 없으며, 건전한 세계 시민으로서 세계의 정복 따위는 아예 생각하지 않는다고 주장한다.

 

외계에서 우주인들이 지구를 방문한다면, 지구 곳곳에 진행 중인 군비 경쟁의 당위성을 그들에게 어떻게 설명할 수 있을까? 그들은 감정에 치우친 판단을 하지 않을 공평한 관찰자일 가능성이 높다. 나라마다 자기 나라를 위한다고 주장하지만 슬프게도 인류 전체를 위하여 외쳐댈 사람은 지구 어디에서도 찾아볼 수 없는데 과연 누가 우리 지구의 편이 될 수 있을까?

 

 

신경심리학자 제임스 프레스콧(James W. Prescott)이 산업화 이전 단계의 400여개 사회를 선정하여 그 문화들을 상호 비교하는 통계 분석 연구를 수행한 적이 있다. 놀랍게도 유아기에 피부 접촉을 통한 애정 표현이 발달된 문화일수록 폭력을 싫어하는 것으로 나타났다. 피부 접촉 문화가 발달하지 않는 사회에서 자란 어린이들이라고 하더라도 성생활이 크게 제약받지 않는 사회에서는 이들 역시 성인이 됐을 때 폭력을 좋아하지 않는 것으로 나타났다. 폭력적인 성향을 가진 사회들은 주로 육체적 쾌락을 박탈당한 사람들로 구성된다고 한다.

 

유아기나 성인기 때 애정 표현이 발달된 문화에서 자란 사람들은 물론 자라는 과정에서 야만성을 경험하게 되겠지만 파충류의 두뇌에 의존하지 않는 사회를 만들 것이고, 이 시대에 시사하는 바가 크다고 할 수 있다.

 

 

앞으로 인류가 핵전쟁의 위험에서 살아남을 수 있다면, 우리가 사는 이 시대는 다음의 두 가지 업적으로 길이 기억될 것이다. 첫번째는 과학 기술이 겨우 사춘기적으로 발달한 단계에서 자기 파괴의 위험에서 벗어나기 무척 어려웠음에도 자기 파멸의 위험을 용케도 모면할 수 있었다는 사실이고, 두번째는 별을 향한 탐험이 바로 이 시기에 시작됐다는 점일 것이다. 어찌보면 철저하게 모순되는 선택이 이루어진 셈이다. 탐사선을 보내는 데 쓰이는 로켓과 같은 로켓 추진제가 핵탄두를 적국으로 날려 보내는 데에도 쓰이며, 바이킹과 보이저 탐사선에 전력을 공급하는 방사능 에너지도 핵무기를 개발하면서 알아낸 바로 그 기술에 힘입어 마련된 것이다. 또한 대륙 간 탄도 미사일을 유도하고 추적하거나 적의 미사일 공격에서 자국을 보호하는 데 쓰이는 전파 기술과 레이더 기술이 행성 탐사용 인공 위성을 유도하고 제어하는데 그대로 쓰일 뿐만 아니라, 외계 문명으로부터 신호를 검출하는데도 효과적으로 활용되고 있다.

 

즉, 우리가 우주적 시야를 가져야 하고, 우주 탐사는 인류 전체를 위한 것이어야 한다는 점을 인식하여 우리의 에너지를 죽음과 파괴가 아니라 삶을 위해서 이용해야 한다. 폭력적인 방법이 아닌 지구와 지구를 이해하는 동시에 외계 생명을 찾는 데 쓰는 것이 보다 더 합리적인 일일 것이다.