별까지 거리, 별은 무엇으로 ..

별까지 거리는 얼마나 될까?

 

지평선을 향해 조금씩 기울여지는 크고 빛나는 저 태양도 밤하늘에 빛나는 다른 별들과 다르지 않다.  하지만 그 별들은 너무 멀리 있어 태양만큼 빛나지 않게 보인다. 별들은 얼마나 멀리 있을까? 우리 인간은 아주 오랜 시간동안 그 질문을 해 왔다. 우리 목소리가 메아리로 전해지는 것을 들으면서 아이들은 재미있어 한다. 거리에 따라 메아리가 돌아오는 시간이 다르다. 소리의 속도는 아주 빠르지. 1초에 300미터이상을 간다. ‘야호’하고 소리치면 메아리가 돌아오는 데 2초가 걸렸다면 절벽까지 300미터 정도라는 것이다. 태양계에서 거리를 잴 때도 같은 방법을 이용한다. 소리가 아니라 빛으로 계산한다. 빛은 소리보다 천배는 더 빠르게 움직인다. 달까지 거리를 측정하기 위해서는 그 표면으로 빛을 쏜단다. 그러면 달에 반사된 빛이 2 초만에 돌아온다면 달까지 거리를 광속 1초가 되는거다.  빛이 태양까지 가는 데는 8분이 걸린다. 태양까지 거리는 광속 8분이다. 태양에서 일어나는 폭풍을 우리가 관찰하면 그 일이 일어난지 8분 후에 보게 된다는 말이다.

 

우리는 태양과 아주 적절한 거리를 유지하고 있다. 너무 멀면 추워서 살수가 없을 것이고, 너무 가까우면 어떻게 될까? 더워서 바닷물도 다 증발할 것이다.  물이 없다면 생명체가 살아갈 수 없을 것이다. 태양과 지구 사이 거리가 적절하기 때문에 생물들이 살아갈 수 있는 것이고, 우리도 편안히 살 수 있는 것이다. 하늘의 별들도 지구까지 그 빛이 오는데 많은 시간은 걸린다.  어떤 별들은 광년으로 수십년, 수백년, 수천년 거리에 있다.  우리에게 북쪽이 어디인지 가리켜주는 북극성의 경우 430광년의 거리에 있다. 

 

대형망원경으로 보면 수많은 별들, 수많은 외부 은하들을 보게 된다 그들중 어떤 것은 지구나 태양이 태어나기도 전의 모습을 우리에게 전송하는 것이다.  그 은하들은 어떻게 되었을까? 지금은 존재하지 않을 수도 있다.  많은 은하들이 그보다 더 큰 은하에게 잡아먹혔다고 생각하기도 한다.  은하 사이에서도 잡아먹고 먹히기도 한다.  네가 멀리 있는 별을 관측할 때 너에게 보이는 그 별의 모습은 과거 모습이지 현재의 별의 모습은 아니다. 천문학자들은 지구상의 모든 과학자들이 부러워할만한 타임머신을 가지고 있다. 그걸 통해 우주의 과거를 관측해보는 것이다. 예를 들면 태양이 생길 때 우주 모습은 어떠했는지, 즉 지금으로부터 45억 년전 떨어진 곳의 별을 관찰하면 된다. 그렇게 우주의 역사를 알아볼 수 있다.

 

별은 무엇으로 만들어졌을까?

 

주위를 살펴보면 여러 다른 물질이 있다는 것을 알게 될 것이다.  네가 걸어 다니는 길을 만들어주는 흙과 돌이 있고, 마시는 물과 숨 쉬는 공기가 있다. 그리고 여러 가지 과일과 채소가 있다. 우리 몸까지도.. 이런 다양한 물질은 알고 보면 원자라고 하는 미세한 입자로 만들어졌다는 것이다. 산소, 수소, 염소, 탄소, 금 등 백가지도 넘지. 물은 산소와 수소로 이루어져있고 소금은 염소와 나트륨, 몸은 산소, 수소, 탄소, 질소 등으로 이루어져 있다. 우리가 보고 느끼고 만질 수 있는 물질들이 여러 원자의 조합이라는 생각은 2천 년전에 했다고 한다.  고대 그리스의 데모크리토스 같은 철학자들이 그랬다. 하지만 18,19세기가 되어서야 그 정당성을 인정받았다.

 

빛꽈 색깔에 대해서 알아보자. 코카콜라의 빨간색은 유리관에 담긴 수소원자가 보내서 만들어진 색이다. 터널을 비추는 노란 빛은 나트륨(소듐)이 보내는 색이고 보랏빛은 띠는 건 수은 때문이다. 어떻게 하면 원자가 빛을 보내게 만들 수 있을까? 원자에 에너지를 주는 것이다. 예를 들면 전기 같은 에너지. 그러면 원자는 그 전기에너지를 빛으로 만드는 것이다. 원자들은 각자 특유의 빛을 뽑아낸다. 수소는 붉은 색, 나트륨은 노란색, 수은은 보랏빛이 도는 색을 만들어낸다. 그 색깔 덕분에 어떤 원자인지 알아낼 수 있는 것이다. 원자가 어디에 있든 색이 달라지지 않는다, 그게 지구든 지구 밖이든 우주의 끝이든.별의 색을 보고 그 별이 무엇으로 되어 있는지 알 수 있다. 요제프 폰 프라운호퍼라는 독일 천문학자가 1811년 태양의 빛을 분석하는데 성공했다. 빛을 이루는 다양한 원자의 자국을 발견한 것이다. 망원경을 통해 전해지는 빛으로 하늘에 빛나고 있는 모든 것들의 원자의 조합을 알아낼 수 있다.