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빅 히스토리(데이비드 크리스천, 밥

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지구와 생물은 어떻게 상호작용하는가? 많은 유기체는 우리보다 훨씬 더 견고하다. 어느 미생물체와 철새는 국제 비행선이 지나다니는 곳, 그러니까 공기가 매우 희박하고, 매우 추운 하늘에서도 적어도 잠깐 동안이기는 하지만 생존할 수 있다. 오늘날 향유고래는 해수면에서 2킬로미터 아래까지 들어갈 수 있으며, 10키로미터 아래에서는 매우 색다른 유기체들이 살고 있다. 우리 발아래 있는 토양은 유기체로 가득차 있으며, 어떤 것들은 지상에서 6-7Km 아래 사는 것도 있다. 그러나 대부분의 생물은 우리가 '생물권'이라고 부르는 지표에서 가깝고, 두껍지 않은 표피에서 발견 된다. 이곳이 생물의 주거가능 영역이다. 이곳은 매우 얇고 파괴되기 쉬운 층이며, 이곳에선 흥미롭지만 가끔은 위험한 역사가 일어난다. 화석은 지난 6억년 동안 다섯 번의 대멸종이 있었..
생명은 어떻게 시작했는가? 생명이 형성되고 번성하게 된 자구상의 골디락스 조건이 무엇인가? 생명이 지난 38억년 동안 간단한 원핵 생물에서 매우 복잡한 포유동물에 이르기까지어떻게 변화해왔을까? 지구체의 유기체 종들이 얼마나 살고 있을까? 500만종에서 3000만종 정도가 있을 것으로 추정된다. 생명의 기원부터 알아보자. 우리 자신의 종, 즉 호모 사피엔스는 어떻게 출현은 했을까? 각 임계국면 에서 어떤 새로운 것은 완전히 새로운 특징을 가지고 있는 어떤 것이 나타난다. 우주의 행성, 혹은 별들의 생성, 혹은 새로운 화학원소들의 생성, 혹은 행성의 생성에 대해 이야기할 때도 골디락스 조건이 무엇인지 물었다. 마찬가지로 생명에 대해서도 동일한 질문을 던져본다. 살아있는 유기체는 매우, 복잡한 화학원소들로 이루어져 있다. 그리고 매우 ..
생명은 무엇인가? 살아있는 모든 것들은 네가지 중요한 특징을 가지고 있다. 첫번째 물질대사이다. 살아있는 모든 유기체는 세포로 만들어졌다. 모든 세포는 물질대사를 할 수 있다. 물질대사라고 하는 것은 세포가 자기자신을 유지하고 존속시키기 위해 세계에서 에너지와 물질을 흡수하는 것이다. 이 복잡한 과정은 모든 세포 안에 있는 마스터분자 DNA, 즉 데옥시리보핵산에 담긴 명령에 의해 통제된다. 두번째 특징은 항상성 이라고 부르는 것입니다. 항상성이란 모든 세포와 유기체의 능력을 말하는 것으로, 물질대사를 통해 얻은 에너지와 물질을 활용하여 환경에서 일어나는 매우 작은 변화에라도 이에 끊임없이 적응하려고 하는 능력이다. 항상성도 역시 우리가 발견한 DNA의 명령에 의해 궁극적 으로 통제된다. 세번째 주요한 특징은 생식이다. 생..
초기 지구는 어떻게 생겼는가? 45억년 전으로 돌아간다면 융해된 용암을 걷게 될 것이다. 산소가 없기 때문에 숨을 쉴 수가 없을 것 이다. 지구와 충동하는 소행성과 운석을 피해야 할 것이다.그리고 매우 높은 복사 에너지 때문에 아마도 구토를 할 것이다. 태양계가 생성되기 직전에 초신성이 터졌다. 그것은 엄청난 양의 방사성 물질을 만들어 내고, 그 방사능은 매우 뜨거운 것을 발생시켰다. 오늘날 상당수의 방사능이 사라졌다. (방사성 물질이 자체적으로 방사선을 방출하는 성질, 즉 불안정한 원자핵이 에너지지가 가장 낮은 기저상태가 되기 위해, 입자 또는 전자파의 형태로 에너지를 방출하는 자연적이고 자발적인 성질이다.) 많은 우주 공간 파편들이 다른 우주 공간의 파편들과 충돌했다. 운석이나 소행성과의 각 충돌은 엄청난 양의 열을 생성한다. 초..
지구는 어떻게 생성되었는가? 피자 반죽덩어리처럼 도는 새로운 별과 우주 공간의 파편은 태양계의 형성 과정을 설명하는 두가지 재료이다. 폭발하는 별에 의해 만들어진 분자들이 새로운 별들 근처의 우주 공간에 떠돌면서 서로 부딪치면서 화학작용, 중력과 전기력을 통해 어떻게 먼지, 운석, 소행성, 행성을 만들어낼까? 100가지의 원소를 가진 우주에서 100가지의 다른 물질만 있는 것이 아니다. 이 원소들은 엄청나게 많은 수의 다른 방식을 결합하여 수 조개의 새로운 물질, 우리 주변세계에서 볼 수 있는 모든 물질을 만들어 낼 수 있다. 지구를 살펴보면 90%가 철, 산소, 규소, 마그네슘, 그리고 초신성과 죽어가는 별들에서 만들어진 다른 원소 들로 이루어졌다. 어떻게 원소들은 이럼 모여 행성과 물체를 만들었을까? 화학이란 다른 원자들을 연결..
빛나는 별 별이 죽었을 때에 별이 작은 별인지, 큰 별인지가 중요하다. 오직 큰 별만이 무거운 원소 철까지 만들수 있다. 다른 모든 화학 원소는 매우 큰 별이 폭발할 때 생겨난다. 이렇게 폭발하는 별을 초신성이라고 한다. 다른 모든 원소들은 어떻게 만들어졌을까? 우주가 식어가는 것은 물질과 에너지를 분리시켜주고, 지금껏 우리가 본 물질의 형태를 만들기 때문에 매우 중요하다. 그러나 이제 우주의 온도가 올라가기 시작하는 방식에 대해 알아보자. 이 현상은 별의 내부에서 일어난 대단한 일이었다. 별이 우리가 주변에서 발견할 수 있는 다른 모든 원소들을 만든 것은 바로 온도상승 과정을 통해서이다. 태양의 표면은 섭씨 5800도이지만, 중심은 1500만도 입니다. 굉장히 높은 온도에서 양성자는 엄청난 에너지를 가진다. 양성..
별은 어떻게 생성되었는가? 중력은 빅히스토리 이야기에서 중요한 역할을 담당하면서 은하, 은하단, 초은하단과 같은 거대한 우주의 보다 거대하고, 한층 복잡한 구조를 형성하는 데 결정적인 작용을 한다. 그 다음으로 빅뱅이론에 중요한 증거를 제공한 우주배경복사는 별의 생성을 낳는 조건과 관련된 증거를 제공하기 때문에 역시 중요하다. 빅뱅 이후의 약 2억년 동안 우주가 팽창하면서 우주의 온도는 더욱 내려갔고, 더욱 어두어졌고, 별이 없는 상태였다. 천문학자들은 우주역사 가운데 이 시기를 암흑시기라고 부른다. 암흑시기에 우주 공간에 많은 원자가 있었다. 하나의 양성자를 가진 수소가 75%를 차지했고, 나머지 25%의 대부분은 2개의 양성자를 가진 헬륨이 차지했다. 그리고 3개의 양성자를 가진 리튬과 4개의 양성자를 가진 베릴륨이 극소량이었..
빅뱅 에드윈 허블은 천문학에서 수세대의 업적과 새롭게 발견된 많은 것들을 토대로 우주가 팽창한다는 아이디어를 냈다. 하지만 믿을 수 없는 것이었다. 우주가 팽창한다는 아이디어는 우주에 있는 모든 것이 하나의 원자보다도 아마도 더 작은 크기의 공간에 으스러져 들어가야 한다는 것을 의미한다. 매우 작은 공간안에 우주의 모든 에너지와 모든 물질이 들어가 있다면, 그 공간은 엄청나게 뜨거운 수십억도의 온도로 뜨거운 것이어야 한다. 또한 그 공간은 매우 조밀하여 매우 빠르게 팽창해서 마치 그것은 폭발하는 것과 같을 것이라고 생각했다. 영국 천문학자 프레드 호일은 비웃는 의미로 이것에 '빅뱅이론'이라는 이름을 붙였다. 어떤 과학자들은 '이런 극한 조건 아래서 물질과 에너지가 무슨 일을 일으켰을까?'를 이해하려고 애쓰기 ..

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