십대, 별과 우주를 사색해야 하는 이유, 이 광식, 더숲, 2009년 3월 발행

『한국근현대사사전』, 『아빠, 별자리 보러가요』,『천문학콘서트』 등 저술 및 강연

별과 우주를 관찰하면, 자신의 삶의 좌표를 찾을 수 있다고 알려주는 책이다.

청소년들이 우주를 사색하면 올바른 가치관을 형성하고 더 가치 있는 삶을 살아갈 수 있다.

인생의 시작점에 놓여 있는 많은 청소년들이 지나친 경쟁에 지쳐있다. 그 이유는 어른들의 가치관이 그대로 적용되기 때문이다. 우리는 137억 년 전에 태어나 빛의 속도로 팽창하고 변하는 우주의 티끌에 불과하다. 하지만 티끌 같은 우리도 별과 우주의 일부분이자 우주 그 자체이다. 별과 우주가 없다면, 인간도 존재하지 못할 것이다. 그만큼 별과 우주, 그리고 인간은 밀접한 관계가 있다. 우리는 우주와 별을 사색함으로 더 넓은 시각을 가질 수 있고, 자신의 삶과 세상을 살펴볼 수 있다. 그러면 우리 스스로는 우주와 맞먹는 기적 같은 존재임을 자각하고, 삶의 좌표를 찾을 수 있다. 자신의 삶의 좌표를 찾은 사람들은 자신만의 우주관을 가지게 되고, 인생의 전환점을 맞이할 수 있을 것이다.

머리말

첫 번째 시간
나와 우주; 나는 누구인가
들어가기에 앞서 우주를 사색하는 마음 _ 우주관이란 무엇인가
1. 우주 속에서 나는 어디에 있는가 _ 우주란 무엇인가
2. 메멘토 모리, ‘죽음을 기억하라’ _ 별들로 태어나서 살다가 죽는다
3. 별, 우리를 낳고 우주적 사랑으로 기르다 _ 초신성 폭발과 우주의 탄생
★ “밤하늘은 왜 어두운가?” _ 올베르스의 역설
4. 먼지에서 태어나 찬연한 빛을 뿌리다 다시 먼지로 돌아가다 _ 태양의 일생
5. 별을 보고 나의 위치를 찾다 _ 북극성에 대하여
6. 137억 년 우주 역사 속에서의 인류 _ 우주의 크기
★ 우주를 모래알로 가득 채우려면 몇 개나 필요할까 _ 현대판 ‘모래 계산자’
7. 광막한 암흑 공간 속에 떠 있는 티끌 한 점, 지구 _ 명왕성에서 찍어온 지구
8. 우주를 통해 넓은 시각으로 세상을 보다 _ 우주의 종말
★ 별을 세는 사람들 _ 아르키메데스의 후예들

두 번째 시간
우주론 시간여행 1 : 사람들은 우주에 대해 어떤 생각들을 해왔을까
들어가기에 앞서 우주론 시간여행을 떠나기 전에
1. 우주는 무엇으로부터 어떻게, 왜 생겨났는가
2. 하늘의 번지수 별자리 찾기, 천문학의 시작
3. 천체가 지구 주위를 돈다는 천동설의 탄생
4. 삼각형이 가르쳐준 지동설
5. 작대기 하나로 처음 지구 크기를 잰 사나이, 에라토스테네스
6. 고대 세계 최고의 천문학자, 히파르코스
★ 달이 지구를 떠나고 있다! _ 10억 년 후엔 이별?
7. 천동설을 완성한 천문학자, 프톨레마이오스
8. 인간은 우주의 중심이 아니다, 코페르니쿠스
9. 지동설이 마침내 인류 앞에 밝혀지다, 갈릴레이
★ 갈릴레오 갈릴레이의 운명과 닮은 갈릴레오 목성 탐사선 이야기
10. 과학혁명의 열쇠를 찾아내다, 케플러

세 번째 시간
우주론 시간여행 2 : 둥근 지붕 천구에서 팽창우주까지, 우주론의 역사
1. 하늘과 땅을 통합하다, 뉴턴
★ 우주를 방랑하는 혜성, 지구 생명의 창조자이자 파괴자
★ 중력이론의 모순을 지적한 벤틀리의 역설
2. 우주는 진화하고 있다, 칸트의 우주진화론
3. 우주는 휘어져 있다, 아인슈타인
★ 우주의 생긴 꼴은? _ 우주는 유한하지만 경계는 없다
4. 우주는 팽창하고 있다, 허블
★ 사람이 만든 것으로 가장 멀리 날아간 물건 _ 인류의 ‘우주 척후병’ 보이저 1호의 대장정
5. 태초와 종말에 관한 이야기
★ 기상천외! 운석 이야기 _ 지구는 소행성 충돌로 끝장날 것인가
연표로 보는 우주의 역사 _ 탄생에서 종말까지

이광식 - 우주를 관찰하는 농부

성균관대 영문학과를 졸업한 저자는 30년 넘게 출판업계에 종사하면서, 『한국근현대사사전』, 『아빠, 별자리 보러가요』,『우리 옛시조 여행』,『천문학콘서트』등 여러 권의 책을 번역하고 저술했다. 그는 출판업계를 떠나 강화도 퇴모산에서 별을 보면서, 우주를 관찰하는 농부이다.

별과 우주 관찰을 통한 올바른 가치관의 형성

저자는 십대들이 별과 우주를 관찰함으로써 올바른 인생관을 가질 수 있다고 주장한다.

저자는 우주의 탄생과 우주 속에서 우리 인간의 위치를 정확하게 파악하는 것이 중요하다고 말한다. 우리 인간은 저 광활한 우주의 한 점에 불과하다. 억겁의 세월을 거쳐 온 우주를 생각하고, 별의 탄생과 변화 과정을 생각해 볼 필요가 있다. 이런 우주의 역사를 살펴보면 우리는 우주와 별과 우리의 관계를 알 수 있다. 그 속에서 인간은 우주와 다르지 않다는 것을 느낀다. 우주의 근본 물질로 구성된 인간은 바로 하나의 우주이다. 이렇듯 작은 점에서 시작해 광활한 우주가 되었듯, 우리도 원대한 꿈을 펼칠 수 있다. 저자는 별과 우주를 사색함으로써. 사람들이 현재 자신의 좌표를 정하고, 더 나은 삶의 가치를 추구할 수 있다고 강조한다.

별과 우주 그리고 우리의 삶

저자는 치열한 경쟁 사회에 사는 청소년들이 보다 올바른 가치관을 추구할 수 있도록 도와주고자 책을 쓰게 되었다.

많은 청소년들은 경쟁이 치열한 시대를 살아가고 있다. 그들은 눈앞에 놓인 현실적인 욕구만을 이루고자 급급하다. 하지만 별을 관찰하고, 우주를 생각해 보면, 현재 자신의 위치와 상황을 보다 정확하게 알 수 있다. 또한 우주를 관찰하면 자신의 삶과 세상을 보다 넓게 살펴볼 수 있다. 그래서 저자는 청소년들이 올바른 가치관을 형성하기를 바라는 마음에서 이 책을 저술했다.

저자는 청소년들이 자신만의 우주관으로 올바른 가치관을 형성하여 더 가치 있는 삶을 살아가길 바란다.

저자는 눈에 보이지 않는 세상에 대하여 생각을 하는 것은, 사고의 확장을 의미한다고 알려준다. 눈으로 다 볼 수 없는 우주와 별에 대하여 사색하면, 인간의 존재에 대해서도 깊은 성찰을 할 수가 있다. 즉, 삶에 대한 생각을 통해 현재 자신의 존재가치와 나아갈 방향을 잡을 수 있다. 따라서 청소년들이 별과 우주에 대해 사색을 하면, 스스로 올바른 가치관을 형성할 수 있다. 저자는 올바른 가치관을 형성한 청소년들이 미래를 더욱 가치 있게 살아가기를 바란다.

청소년들이 우주를 사색하면 올바른 가치관을 형성하고 더 가치 있는 삶을 살아갈 수 있다.

인생의 시작점에 놓여 있는 많은 청소년들이 지나친 경쟁에 지쳐있다. 그 이유는 어른들의 가치관이 그대로 적용되기 때문이다. 우리는 137억 년 전에 태어나 빛의 속도로 팽창하고 변하는 우주의 티끌에 불과하다. 하지만 티끌 같은 우리도 별과 우주의 일부분이자 우주 그 자체이다. 별과 우주가 없다면, 인간도 존재하지 못할 것이다. 그만큼 별과 우주, 그리고 인간은 밀접한 관계가 있다. 우리는 우주와 별을 사색함으로 더 넓은 시각을 가질 수 있고, 자신의 삶과 세상을 살펴볼 수 있다. 그러면 우리 스스로는 우주와 맞먹는 기적 같은 존재임을 자각하고, 삶의 좌표를 찾을 수 있다. 자신의 삶의 좌표를 찾은 사람들은 자신만의 우주관을 가지게 되고, 인생의 전환점을 맞이할 수 있을 것이다.

1. 우주, 삶에 대한 시각을 변화시키다.

우주와 별의 탄생과 소멸을 알아보고 생각하면, 우리는 더 넓은 시각으로 세상을 볼 수 있다.

2100년 전, 세상의 모든 것이 변화한다고 생각한 로마 철학자 루크레티우스는 우주도 시작이 있고 변화할 것이라 추론했다. 바로 빅뱅이론이다. 137억 년 전, 우주는 원시의 알에서 대폭발을 일으켜 탄생했다. 빅뱅이론에 따르면, 엄청난 에너지와 물질이 빛의 속도로 공간을 만들면서 팽창했다. 빅뱅 이후, 우주의 온도는 하강하고 우주의 공간을 채운 물질은 가장 단순한 수소와 헬륨이다. 두 원소는 회전하면서 중력으로 뭉쳤고, 점점 강한 회전으로 수소 융합으로 핵에너지가 방출되었다. 바로 별이 탄생하는 순간이다. 수백, 수천억의 별이 모여 은하를 만들고, 또 수천억의 은하가 모여 대우주를 이루고 있는 것이다.

이렇게 탄생한 별은 수십, 수억 년이 지나면 죽음을 맞게 된다. 초신성의 폭발이다. 수소와 헬륨으로 만들어진 별이 핵융합으로 수소가 타 헬륨이 되고, 헬륨이 타 네온, 마그네슘, 규소, 황의 순서로 무거운 원소가 합성된다. 그리고 가장 안정적인 철이 만들어진다. 또한 초신성 폭발로 우주를 떠돌던 물질이 모여 지구를 만들고, 이 지구에서 인간이 탄생한 것이다. 결국 우주와 인간은 서로 다름이 아니다.

그 수많은 별 중에 지구에 가장 소중한 항성은 태양이다. 태양은 태양계 전체 질량의 99.86%를 차지하고 있다. 태양의 탄생은 약 46억 년 전이니, 우주의 역사에 비하면 아직 청소년기라 할 수 있다. 하지만 이 태양도 78억 년이 지나면 죽어 백색왜성으로 남을 것이다. 이렇게 태양계를 이끄는 거대한 태양도 결국은 120억 년의 역사를 지니고 다시 먼지로 돌아갈 것이다.

우주의 역사가 137억 년이면 우주의 크기는 그의 두 배 약 274억 광년이라고 한다. 빅뱅 초기의 광속팽창에 비해 더 빠르다고 생각하면 약 940억 광년이 우주의 지름이라고 할 수 있다. 허블은 우주 자체가 팽창한다는 사실을 발견했다. 결국 우주 안의 원자 하나도 제자리에 고정된 것이 없다는 것이다. 이렇게 자꾸만 광대해지는 우주의 크기를 모래알로 계산하려 한 사람이 아르키메데스이다. 상상할 수 없을 만큼 오랜 역사와 크기를 가진 우주에서 우리 지구는 광막한 암흑 공간 속의 티끌 한 점에 불과하다.

이러한 우주에서 우리에게 지표를 주는 별이 있으니 바로 북극성이다. 북극성은 태양 밝기의 2천 배인 초거성인 세페이드 변광성이다. 세페이드 변광성이란 동반별 두 개를 거느리고, 수축과 팽창을 반복해서 밝기가 변하는 별이다. 이 북극성은 우리 인간에게 오랜 시간, 길 안내자 역할을 했다. 끝없는 우주의 한 점에 불과한 북극성에 의존하여 길을 찾던 우리 인류가 얼마나 미약한 존재임을 한순간에 깨닫게 된다.

이렇게 인간은 광활한 우주의 한 점이자, 우주의 물질로 이루어진 존재이다. 우주와 인간은 서로 다름이 아니다. 또한 인간은 우주의 작은 점에 불과한 우리 은하, 그 속의 또 다른 작은 점인 태양계, 그 속의 작은 별 지구에 살아가는 한 존재임을 잊지 말아야 한다.

2. 우주에 대한 상식을 깬 사람들이 있었다.

우주에 대하여 깊이 사색한 위인들을 통해 현대의 우주관과 과학발달의 근거가 마련되었다.

우주는 무엇으로부터 어떻게, 왜 생겨났는지에 대한 물음이 현대 과학발달의 열쇠를 찾게 해 주었다. 독일의 수학자이자 철학자인 라이프니츠는 ‘왜 세상은 무엇인가가 존재하는가? 하는 의문을 제기했다. 이것이 바로 우주와 인간의 존재론에 대한 담론이다. 천문학은 하늘의 별자리에 번지수를 제공하는 것이다. 고대 메소포타미아 지역의 칼데아인, 황도 12궁을 발견한 고대 바빌로니아인, 고대 이집트인 등이 바로 천문학 발전의 시초를 제공한 것이다. 철학자 탈레스는 최초로 일식을 예측했고 천동설을 믿었다. 이후, 아낙시만드로스를 비롯한 피타고라스학파, 플라톤 학파, 아리스토텔레스로 이어지는 천문학은 대체로 천동설 이론을 믿었다.

태양과 지구, 달의 크기를 비교한 사람이 아리스타르코스이다. 2000년 전, 그는 직각삼각형을 이용하여 태양과 지구와 달의 크기를 비교했다. 그 결과 지구보다 큰 태양이 지구를 돌 수 없다고 생각하고, 인류 최초로 지동설을 주창했다. 아리스타르코스 이후, 천문학자, 수학자, 지리학자, 역사가, 철학자로 활동하던 에라토스테네스는 작은 작대기와 태양의 그림자를 이용하여 지구의 크기를 구하였다. 그리고 그 결과 값은 실제 지구 둘레 40,123km의 10% 정도의 오차밖에 나지 않는다. 이후 삼각함수의 창시자로 불리는 히파르코스에 의해 천문학은 개화를 맞이하게 된다. 그는 두 점의 위도에서 달의 고도를 관찰하고, 시차를 파악하여 지구와 달까지의 거리를 계산했다.

히파르코스로부터 200년 후, 『알마게스트』라는 최고의 천문학서를 쓴 프톨레마이오스는 천동설을 완성하였다. 하지만 그의 천동설은 지구를 중심으로 달, 수성, 금성, 태양, 화성, 목성, 토성의 순서로 되어 있다. 현대 우주론과는 많이 다르지만, 지동설과 타원궤도를 몰랐던 헬레니즘 천문학에서는 최고의 천문학자였다.

16세기, 천동설을 뒤엎은 사람은 바로 코페르니쿠스이다. 『소론』을 통해, 지동설을 말하였던 그는 시대의 상황에 밀려, 숨을 죽이고 있었다. 그리고 임종 직전 『천구의 회전에 관하여』라는 책을 출판하였다. 논리와 추론의 산물인 코페르니쿠스의 지동설에 강력한 물증을 댄 최초의 과학자는 바로 갈릴레이이다. 비로소 지동설이 인류 앞에 밝혀지게 된다. 갈릴레이는 목성과 금성을 관측하다가 별들이 목성을 중심으로 상대적으로 위치를 바꾼다는 사실을 발견했다. 그리고 금성이 달처럼 다양한 형태의 위상을 보인다는 것을 확인함으로 태양 중심의 우주론이 등장한다. 불우한 시절을 보낸 천재, 케플러는 화성이 타원궤도를 돈다고 결론 내린다. 그는 타원궤도의 법칙, 면적속도 일정의 법칙, 조화의 법칙으로 ‘하늘의 입법자’라는 영원한 명예를 누린다.

3. 무한한 우주, 끝없이 커지다 한 줄기 빛으로 사라지다.

끊임없이 변화하고 팽창하는 우주, 그 무한한 우주의 진화에서 우리의 존재를 생각할 수 있다.

케플러는 태양과 지구 사이에 알 수 없는 힘이 존재한다고 믿었다. 케플러의 3대 법칙 완성 후 70년이 지나 영국의 뉴턴은 중력이론을 발표했다. 그는 미분과 적분을 창안했고, 빛의 기본성질을 밝혔고, 우주의 모든 것은 중력으로 묶여 있다는 만류인력 법칙을 세웠다. 우주의 모든 물질은 질량의 곱에 비례하고 거리에 반비례하는 힘으로 서로 끌어당긴다는 법칙이다. 그는 ‘우주의 모든 현상은 원자들의 상호관계에서 일어나는 역학의 결과이므로 이 세상에 우연이란 없다.’를 강조했다. 이런 뉴턴의 중력이론에 ‘우주의 모든 것이 끌어당긴다면, 결국 우주는 한 점으로 뭉쳐 파국을 맞을 것이다.’라고 역설한 벤틀 리가 있었다. 뉴턴 역시 이 모순을 알고 있었으나, 정확한 답을 내릴 수는 없었다. 이 역설을 해결한 이론이 바로 빅뱅이론이다. 우주는 정적인 존재가 아니라 인력에 반하는 팽창력이 척력으로 작용하고 있다.

태양계의 형성에 대한 이론은 프랑스 철학자 조르주 드 뷔퐁이다. 뷔퐁은 혜성충돌설로 본격적인 태양계가 형성되었다고 설명하며, ‘우주파국이론’의 창시자가 되었다. 이후 칸트는 우주 발생이론을 발표한다. 이 이론에서 원시 태양계는 가스 성운으로 천천히 회전하면서 온도는 내려가고, 중력수축으로 회전은 다시 빨라진다. 그리고 그 중심부에 태양이 탄생하고 주변부의 여러 행성이 만들어진다는 것이다. 하지만 그의 이론은 직관적이고 공론처럼 비쳤다. 칸트의 진화론을 뒷받침한 이가 아마추어 천문학자 허셜이다. 그는 천왕성을 발견했다.

이렇게 무한이란 우주가 현실세계에 존재할 수 있는가? 이에 대한 설명은 아인슈타인의 특수상대성이론, 일반상대성이론으로 밝혀진다. ‘빛의 속도는 누구에게나 항상 같은 값’이라는 광속도 불변의 법칙 위에 세워진 특수 상대성이론에 따르면 절대공간과 절대시간이란 개념은 없다. 각각 관찰자에 따라 정의될 뿐이다. 아인슈타인은 시간과 공간을 시공간이라는 하나의 체계 속에 통합시켰다. 또한 ‘물질과 에너지는 같다.’라며 질량과 에너지의 등가관계를 설명한다. 바로 E = mc²이다. 또한 그는 ‘가속도는 본질적으로 중력과 같다.’라는 등가원리와 모든 가속계에서 같은 물리법칙이 성립한다는 상대성원리를 기초로 일반상대성이론을 만들었다. 결국 빛은 중력장에 의해 진행경로가 휠 수 있다는 것을 설명한 것이다. 빛은 경로가 휘는 것이 아니라 공간이 휘어있기 때문이라고 말하며, “오직 빛만이 우주 공간의 본질을 밝혀주는 지표다.”라고 한다.

여기서 출발한 현대 우주론은 허블의 우주 팽창론으로 발전한다. 이 이론은 무한한 은하가 있는 무한한 우주가 계속 팽창하고 있다는 것이다. 결국 우주는 한 줌의 빛으로 사라질 것이다.

우주, 인간 세상의 근본이 되다.

우주의 ‘끌어당김의 법칙’을 적용하면, 더불어 살아가는 존재가 될 수 있다.

『시크릿』에 우리 삶을 지배하는 '끌어당김의 법칙' 이 드러났다면, 『시크릿 더 파워』는 『시크릿』 발간 이후 론다 번이 깨달은 진리이자, 당신이 원하는 모든 것을 갖기 위해 필요한 '파워'다. '나는 힘겨운 삶을 버티기 위해 태어나지 않았고, 일주일에 닷새나 힘겹게 일하다가 주말에 잠시 행복과 스치기 위해 태어나지도 않았다. 나는 항상 걱정하고 두려워하기 위해 태어나지 않았고, 고생만 하려고 태어난 것도 아니다.' 세상 모든 사람들이 한번쯤 체념한 채로 내뱉어 봤을 한탄이다. 『시크릿 더 파워』는 만약 당신이 삶에 지쳐 "내 꿈이 정말 이뤄질까?"라고 계속 의심만 한다면 언제까지나 그렇게 의심만 할 것이라고 충고한다. 대신 스스로 한 번의 기회를 제공해 보라고 제안한다. (중략... 독서신문i. 2011.06.08)

작은 점에서 시작한 우주의 탄생을 살펴보면, 인간의 탄생과 너무도 흡사하다. 때론 인간의 뇌를 우주에 비유하는 이유도 여기에 있을 것이다. 137억 년의 우주 역사에 비교하면, 우리 인간의 삶은 하루살이에도 미치지 못한다. 하지만 인간은 우주의 만물로 이루어져 있으니, 이는 곧 한 사람이 우주와 같다는 이야기이다. 우주에는 수많은 법칙과 규칙을 통하여 탄생과 소멸이 있고, 끌어당김과 밀어냄의 법칙이 존재한다.

인간의 삶도 마찬가지이다. 현재 나의 존재와 위치를 정확히 알고, 끌어당김과 밀어냄의 법칙을 이용해야 한다. 우리가 현재 존재하는 곳은 우주의 한 점 지구에서 한 점을 차지하고 있다. 티끌 같은 우리는 서로 경쟁에서 이기고, 더 높은 곳으로 올라가려고 애쓰고 있는 것이다. 이제는 나만 잘되면 된다는 경쟁심에서 벗어나, 함께 더불어 살아가야 잘 살 수 있다는 긍정적인 생각을 가져야 한다. 우주의 수많은 별들이 서로 경쟁하는 것이 아니라 서로 함께 의지하고 힘을 나누고 있다는 것을 생각해 봐야 한다. 우리 인간들은 서로에게 위안과 휴식이 되어 줄 수 있어야 한다. 또한 우주의 근본물질로 이루어진 지구와 인간은 함께 공존하며 살아가야 하는 존재이다.

우주와 태양계와 지구와 나는 서로 떨어져 따로 살아가는 존재가 아니다. 인간들 역시 마찬가지다. 서로 떨어져 누구를 이겨야 살아가는 존재가 아닌 함께 더불어 살아가는 존재임을 한시도 잊지 말아야 한다. 또한 긍정은 긍정을 부르는 인력이 있으니, 자신과 이웃의 더 나은 삶을 위해서는 긍정의 힘으로 서로 끌어당김의 법칙을 지켜나가야 할 것이다.