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별빛이 수십억 년을 말해주나?

지금까지 측정된 빛의 평균속도는 진공에서 초당 299,792 km로 약 초속 30만 km 이다. 문헌에 따르면 1676년 이후 164회 이상 광속을 측정한 것으로 보고하고 있다. 하지만 이 광속 측정 값들의 정확도에 대해서는 검증이 어렵고 변화가 거의 없거나 미량이므로 첨단 장치로도 광속의 증감을 알아낸다는 것은 매우 힘든 일이다. 여하간 광속이 일정하다고 할 때 빛의 속도는 1초에 지구둘레를 일곱 바퀴 그리고 반 바퀴를 더 도는 거리를 진행한다. 이 빛의 속도로 달리면 지구에서 달까지 약1초 걸리고 태양까지는 약 8분이 소요된다. 말하자면 우리가 현재 바 라 보는 태양은 8분전 과거의 태양을 보는 것이며 이 순간 태양이 사라진다면 우리 눈에는 8분 후에야 하늘이 깜깜해질 것이다. 같은 원리로 태양에서 만들어진 빛이 진공에서 측정된 광속을 유지하고 달리면 태양계의 끝 행성인 해왕성까지 약 5시간 30분 소요되고, 지구에서 가장 가까운 별인 센토리(α Centauri)까지는 4년 6개월이 걸린다. 이처럼 빛이 일정한 속도로 먼 천체로부터 지구를 찾아 온다고 생각할 때 그 별빛을 보는 것은 그 별의 과거를 보는 것이 된다.

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별을 보셨나요?

별을 정말 보셨나요? 천문우주 강의시 묻는 질문이다. 이 질문을 하면 어떤 분들은 “예” 또 다른 분들은 “아니오”라는 엇갈린 반응을 보인다. 잠시 후 “정직하게 말해서 무엇을 본 것이지요?”라고 하면 곧 질문의 의도를 알아차리고 “빛이요”라고 답한다. 그렇다! 우리는 밤하늘에 반짝이는 빛들을 바라보면 서 그 빛을 별빛이라고 생각한다.

청명한 밤하늘이라면 육안으로도 수많은 빛을 볼 수 있다. 우리가 실제로 보고 있는 이 빛 중에는 그동안 지상에서 보낸 인공위성들이 반사하는 빛들도 있고, 태양계를 구성하는 행성들과 각 행성을 돌고 있는 위성들, 또 화성과 목성 사이에 띠(벨트)로 존재하는 수많은 소행성이나 운석들이 반사하는 빛들, 또 태양계를 돌고 있는 혜성들이 반사하는 빛도 있다. 하여튼 우리는 밤하늘 에 많은 빛을 보면서 별들을 보고 있다고 말한다.

별에 대하여 언급하기 전에 먼저 맑은 물이 들어있는 유리컵에 동전을 넣고 관찰해보자. 물속에 들어 있는 동그란 동전을 어느 각도에서 보더라도 바르게 보기가 쉽지 않다. 공기와 유리 그리고 물속의 빛의 굴절이 다르기 때문이다. 일상의 경험을 통해서 가까운 거리에 있는 물체일지라도 우리의 시력은 사실 그대로 보기 어려운 경우가 많다.

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태양계도 총알처럼 달리고…

태양계는 태양을 중심으로 8개의 행성(명왕성은 2006년 제26차 국제천문협회 결정으로 행성 자격 박탈됨)과 그 행성들의 주위를 돌고 있는 지금까지 발견 된 166개 이상의 위성들, 그리고 화성과 목성 사이에 띠(벨트)를 형성하는 수많은 소행성(지름 1km 이상의 소행성 약 100-200만 개로 추정)들과 그 밖에 왜성 및 운석과 혜성들로 구성되어 있다.

오늘날 학자들은 태양이 평균 크기의 별 중의 하나로서 태양계 내에 에너지를 만들어 내는 유일한 에너지원으로 보고 있다. 태양에서 만들어진 빛이 지구까지 도착하는데 약 8분이 걸리고 태양계의 마지막 행성인 해왕성까지 이르는 데 5시간 30분이 소요된다. 그래서 우주는 말할 것도 없고 태양계 자체의 크기를 상상하기도 쉽지 않다.

이해를 돕기 위해서 만일 태양을 서울 올림픽 주 경기장의 한 가운데 있는 직경 22cm 축구공 크기라고 가정해 보자. 그러면 지구는 그 중앙으로 부터 약 24m 떨어져 그 축구 공을 돌고 있는 좁쌀알(지름 2mm) 크기 정도이고, 해왕성은 운동장 밖 1000m 지점에서 돌고있는 포도알(지름 8mm) 크기에 해당한다. 태양이 우주에서 중간급 크기의 별이고 지구에서 가장 가까운 또 다른 별은 알 파 센토리(Alpha Centauri) 별이다. 이 별은 지구로부터 4.5광년(빛의 속도로 달려서 4년 6개월 걸리는 거리) 떨어져 있다. 그러니까 서울 올림픽 경기장 한가운 데 축구공이 태양이므로 알파 센토리 별은 그로부터 약 7,000km 떨어진 캐나다의 밴쿠버쯤에 있는 또 다른 축구공인 셈이다.

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지구는 총알처럼 달리고

오늘날 우리는 우주선에서 촬영한 지구 사진을 볼 수 있다. 사진 으로 우리가 거주하는 지구가 둥글고 지표 71% 이상이 물로 덮인 거대한 물체 임을 확인할 수 있다. 과학자들은 지구의 반경이 약6400 km이고 무게(질량)가 6 x 1024kg로 추정한다. 이는 6조톤 무게의 화물 차량 10억대 분량에 해당한 다. 엄청난 물덩어리 지구가 허공에 떠있다. 오늘날 이를 부인하는 사람은 아무 도 없을 것이다.

오늘날 우리는 우주선에서 촬영한 지구 사진을 볼 수 있다. 사진 으로 우리가 거주하는 지구가 둥글고 지표 71% 이상이 물로 덮인 거대한 물체 임을 확인할 수 있다. 과학자들은 지구의 반경이 약6400 km이고 무게(질량)가 6 x 1024kg로 추정한다. 이는 6조 톤 무게의 화물 차량 10억 대 분량에 해당한 다. 엄청난 물덩어리 지구가 허공에 떠있다. 오늘날 이를 부인하는 사람은 아무 도 없을 것이다.

그(하나님)는 북편하늘을 펴시며 땅(지구)을 공간에 다시며… (욥26:7)

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다이내믹 세계는 창조주의 지혜

창조주 하나님은 우주의 넓은 공간을 방대한 에너지로 채우셨다. 우주에는 움직이는 형태의 소위 운동에너지라고 부르는 에너지가 가득하다. 지구는 매일 스스로 360도를 돌면서 태양을 공전한다. 지구가 태양의 궤도를 달리는 원주 속도가 초당 30킬로미터이다. 그러니까 지구는 총알 보다도 30배나 빠른 속도로 달려서 365일 만에 제자리로 돌아오는 운동을 계속한다.

지구의 위성인 달은 우리에게 늘 한쪽 얼굴을 보여주며 매월 한 바퀴씩 지구 를 돌면서 동시에 지구와 함께 태양의 궤도를 달린다. 이렇게 태양계를 구성하는 8개의 행성과 각각의 위성들은 모두 독특한 속도와 정해진 방향으로 운동을 하고 있다. 태양계가 속해 있는 밀키웨이 은하를 포함하여 모든 은하계 또한 우주 공간을 선회하며, 각 은하들 내에 존재하는 수없이 많은 별들도 탄알보다도 더 빠른 속도로 달린다. 잠시도 쉼이 없는 운동이다.