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0 3012

잡지와 페이스북에서만 활동하던 우주라이크가 이번에 새로운 활동을 했다고 합니다. 잡지에서 뛰쳐나온 우주라이크의 모습은 어떨까요?

서울에 불시착한 우주인

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우주라이크 페이스북 페이지(http://www.facebook.com/WouldYouLike)에서 가장 큰 인기를 끌었던 사진이 무엇인지 아시나요? 문화체육관광부 페이지에서도 매우 인기가 많았던 사진이 있었는데 바로 위의 우주인 사진입니다. 우주라이크를 더욱더 많은 분들께 알려드리기 위해 진행된 이 행사는 첫날 광화문-인사동-명동에 불시착했고 둘째 날에는 신촌-이대-홍대에 불시착 하였습니다. 총 16시간 정도 우주복을 입고 돌아다녔는데요, 우주복의 헬멧이 무게가 많이 나가서 우주인들의 어깨가 굉장히 아팠다고 합니다. 하지만 우주라이크를 널리 알릴 수 있어서 보람 있었따고 합니다.

세계 천문의 해를 맞이하여 한국천문연구원에서 천문학 관련 설문조사를 했습니다. 그 결과 천문학을 중요하다고 생각하는 응답자는 78.7%이지만 천문학에 대한 관심을 가진 응답자는 35.8% 밖에 되지 않는다고 합니다. 우주라이크는 앞으로도 이러한 재미있는 이벤트를 진행하여 대한민국 우주 외교관으로써 천문학에 대한 관심을 끌어올릴 수 있도록 노력할 것입니다.

 

옴천초등학교 재능기부활동

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현대차 정몽구 재단에서 농산어촌 초등학생들에게 누가 더 좋은 교육프로그램을 제작하는지 평가하는 공모전을 개최하였습니다. 우주라이크가 과학 대중화를 목표로 활동중인데 마침 재능기부를 통해 농산어촌에 있는 초등학생들에게 천무학을 알리면 좋을 것 같다는 생각에 지원을 했다고 합니다. 잡지와 페이스북의 풍부한 컨텐츠를 바탕으로 참신한 프로그램을 제작해 은상에 입상을 하였고, 정몽구 재단의 지원을 받아 봉사활동을 진행할 수 있었습니다.

전라남도 강진군에 위치한 옴천초등학교에 배정을 받아 서울에서 망원경을 챙겨 산넘고 물건너 8시간을 가야 겨우 도착할 수 있었다고 합니다.

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봉사에 참여한 우주라이크 팀원들은 ‘오늘은 내가 NASA 과학자!’ 라는 제목으로 우주를 탐사하는 프로그램을 진행을 하였습니다. 간이분광기 만들기, 태양관측, 행성 티셔츠 만들기, 화성탐사선 만들기, 케플러 망원경 만들기 등 어린 친구들이 재미있어 할 수 있는 많은 만들기 프로그램으로 천문학을 친숙하고 재미있게 전달하였고, 프로그램을 진행한 우주라이크 팀원은 즐거워하는 아이들을 보며 큰 보람을 느꼈다고 합니다. 우주라이크는 앞으로 이런 재능기부 활동을 자주 하여 천문대중화를 펼쳐나가기로 했습니다.

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태양 표면에 점이 있다는 사실 들어보셨나요? 태양에는 작고 검은 점인 흑점이 있습니다. 태양이 워낙 크기 때문에 태양 표면에서는 작아보일지 모르지만 이 흑점의 크기는 수천 km에서 수만 km로 우리가 사는 지름이 약 12800km인 지구보다 클 때도 있습니다.

흑점은 옛날 고구려인들이 다리가 셋 달린 까마귀인 삼족오라고 생각했다는 이야기도 있는데 이를 통해 아주 옛날부터 태양에 있는 흑점을 관측할 수 있었다는 것을 알 수 있습니다.

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이번 UNUVERSE X-FILE의 주제는 바로 위 그래프에서 시작됩니다. 그래프는 최근 10000년간의 지구 평균기온과 흑점 수를 나타내고 있습니다. 빨간 선은 지구 평균기온을 나타내고, 노란 선은 흑점 수를 나타냅니다. 두 요소가 부분적으로는 맞지 않지만 6000년 전부터 최근까지의 대체적인 변화가 비슷한 것을 알 수 있습니다. 지구 기온에 영향을 미치는 요소가 다양하다는 것을을 감안할 때 두 요소가 어느 정도 관련이 있다고 할 수 있을 것입니다.

도대체 흑점 수와 지구 평균 기온 간에는 어떤 관계가 있는 것일까요? 수수께끼를 풀기 위해서는 흑점과 태양의 자기장의 관계가 첫 번째 실마리입니다. 자기장은 전하를 띈 입자가 움직일 때 생깁니다. 태양은 온도가 매우 높아 전자와 원자핵이 분리된 상태인 플라즈마 입자들이 가득합니다. 이 플라즈마 입자들이 태양의 자전에 따라 회전하면서 태양의 북극에서 남극으로 뻗어나가는 자기력선을 만들어냅니다. 그러나 태양은 고체덩어리가 아니기 때문에 위도에 따라서 자전하는 속력이 다르며 위도가 낮을수록 더 빠르게 자전합니다. 그러다 보니 태양의 자기력선 또한 아래 그림과 같이 태양이 자전함에 따라 태양표면을 돌돌 말아 감싸게 됩니다. 태양의 자기장이 강할수록 자기력선은 더욱 촘촘하게 되는데 대류 작용에 의해 자기력선의 밀도가 높아지면 자기력선이 고리 모양으로 태양 표면에서 떠오르게 되며, 이 때 자기력선이 표면을 뚫고 나온 부분에서 흑점이 생기게 됩니다. 뚫고 나오는 자기력선이 에너지의 흐름을 방해해서 뚫고 나온 부분의 온도가 낮아지고, 온도가 낮을수록 별 표면에서 에너지 방출 세기가 네제곱에 비례해서 낮아지기 때문에 흑점이 어둡게 보입니다.

태양은 기체이기 때문에 위도에 따라서 자전하는 속력이 다르다.
태양은 기체이기 때문에 위도에 따라서 자전하는 속력이 다르다.

그렇다면 이 흑점이 왜 지구의 기온과 관련성을 보이는 것일까요? 우주에는 높은 에너지를 가진 입자나 빛들이 날아올 때가 있습니다. 이를 우주선(宇宙線;Cosmic Ray)이라 하며, 이 우주선들은 대부분 별이 죽어가는 과정에서 초신성 폭발을 할 때 방출됩니다. 우주선은 거의 양성자로 이루어져 있으며, 따라서 전하를 띄고 있습니다. 이 우주선들은 높은 에너지를 가지고 있기 떄문에 지표면에 바로 들어와 인체에 닿으면 위험합니다. 하지만 다행스럽게도 우주선들은 태양과 지구의 자기장에 의해 대부분은 튕겨 나갑니다. 우주선들이 전하를 띄고 있기 때문에 자기장에 의해 튕겨나가는 것입니다. 이것이 이번 수수께끼의 두 번째 실마리입니다. 세 번째 실마리는 우주선이 지구의 구름 생성에 영향을 미친다는 덴마크의 물리학자 헨리 스벤스마크(Henrik Svensmark)의 이론에 있습니다. 강한 에너지를 가진 우주선 중 몇몇은 태양의 자기장을 뚫고 지구의 대기에 도달합니다. 우주선이 지구의 대기에 들어서면서 대기를 구성하고 있는 분자와 충돌해 이온을 만들어냅니다. 이 이온이 구름의 응결핵이 되어서 수증기가 이 이온을 중심으로 모여들어 구름을 이룬다는 것입니다. 마지막 실마리는 간단합니다.

위 사진은 초신성 폭발 잔해로 유명한 게 성운입니다. 위와 같은 초신성 포발로 인해 고에너지의 우주선이 방출됩니다. CREDIT : 위키백과
위 사진은 초신성 폭발 잔해로 유명한 게 성운입니다. 위와 같은 초신성 포발로 인해 고에너지의 우주선이 방출됩니다. CREDIT : 위키백과

구름의 양이 많아지면 태양 빛을 많이 반사해서 지구의 기온이 낮아진다는 것입니다. 이제 실마리들을 이어보면 다음과 같습니다.

  1. 흑점의 수가 많다는 것은 태양의 자기장이 강하다는 것입니다.
  2. 태양의 자기장이 강하면 우주선이 지구에 도달할 확률이 줄어든다.
  3. 우주선은 구름 형성에 영향을 미치므로 구름의 양이 적어질 것이다.
  4. 구름의 양이 적어지면 태양빛을 덜 반사하기 때문에 지구의 기온이 올라갈 것이다.

이것이 태양의 흑점과 지구기온간의 상관관계를 설명하는 논리입니다. 흑점은 지구 기온에 영향을 미치는 것이 아니라 단순히 태양의 자기장의 세기를 보여주는 척도이고, 중요한 것은 태양 활동의 세기인 것입니다. 헨릭 스벤스마크는 우주선이 구름 형성에 영향을 미친다는 이론을 통해 태양의 활동과 지구 기온을 설명하고자 했습니다. 아직 검증되어야 할 부분이 많지만, 이 이론은 기존의 이산화탄소가 지구 온난화에 영향을 미친다는 것에 대한 반증으로 쓰이는 이론이기도 합니다.

태양의 자기장 세기의 변화가 지구 기온까지 영향을 미칠 수 있다는 것이 직접적으로는 이해가 되지 않지만, 중간 중간 실마리들을 엮어나가다 보니 어느새 지구 기온에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었습니다. 이번 Universal X-file은 여기까지입니다. 다음에 더 흥미로운 주제로 찾아뵙겠습니다.

청명한 가을 하늘 시커먼 하늘에 보석같이 반짝이는 무수한 별, 어렸을 적 누구나 환상적인 밤하늘을 보며 우주를 여행하는 꿈을 꿨을 것이다. 1961년 4월 12일, 마침내 인류는 오랜 꿈이었던 우주로 갈 수 있게 되었다. 구소련에서 인류 최초로 유리 가가린(Yurii Gagarin, 1934~1968)이 우주에 다녀왔다. 그 후로 많은 우주인이 배출되었고 이제는 우주에 인류가 장기간 거주하는 곳이 생겨나게 되었다. 바로 국제우주정거장(International Space station, ISS)이다. 우주에 인간이 상주하고 있는 곳은 국제우주정거장이 유일하다. 현재 이곳에 상주할 수 있는 인원은 전 세계 70억 인구 중에 단 6명 뿐이다. 인류 역사상 현재까지 인류가 배출한 우주인의 수도 600명이 채 안된다. 모든 사람이 추첨을 통하여 우주에 갈 수 있다고 해도 그 확률은 로또에 당첨될 확률보다 20배나 작다. 이 아실만 보더라도 우주에 가는 것이 ‘하늘에 별 따기’보다 어렵다는 것을 알 수 있다. 하지만 걱정하지 말라, 필자는 우리같은 사람들을 절대 우주에 갈 수 없다는 것을 알려주기 위해 이 글을 쓰는 것이 아니다. 지금부터 우리가 구체적으로 우주에 갈 수 있는 방법을 살펴보자.

 

넘사벽 초호화 여행상품

: 러시아의 연방우주청 (Russian Federal Space Agency)

NASA와는 다르게 생소한 이름이지만 우리에게는 굉장히 친숙한 곳이다 이곳은 2008년에 우리나라 최초의 우주인 이소연씨를 우주로 올려 보낸 곳이다. 현재 국제우주정거장으로 가서 우주에 하루 이상 체류할 수 있는 방법은 전세계에서 이곳이 유일하다. 2001년에 이곳에서 미국의 억만장자 기업가 데니스 티토(Dennis Tito, 1940~)가 최초로 우주여행객이 되었고 이후로 지금까지 총 7명의 우주 여행객들을 국제우주정거장으로 올려 보냈다. 2011년에 미국이 우주왕복선을 퇴역시킨 후로 러시아가 국제우주정거장으로 인력 수송을 독점하게 되어 민간인의 우주관광은 잠시 중단되었지만 얼마 전 뮤지컬 ‘오페라의 유령’에서 주연을 맡아 세계적으로 명성을 얻은 배우 브라이트만(Sarah Brightman, 1960~)이 우주 여행을 승인 받았다고 한다. 현재까지는 우주에 오래 머물면서 가장 제대로 된 우주 여행을 할 수 있는 곳이지만 가장 큰 단점은 역시 어마어마한 비용이다. 지금까지 7명의 우주여행객들에게서 최소한 2천만달러 (약 220억 원)을 받았으며 대한민국 최초 우주인 배출 사업에 들어간 비용도 260억원 이라고 한다. 하지만 우주 여행에 필요한 한 번 쓰고 버리는 소유즈 우주선을 제작하는데만 600만 달러 (약 65억 원)가든다고 하니 그렇게 비싸기만한 것은 아닌 듯하다.

최초의 우주여행객 데니스 티토(왼쪽) CREDIT : http://geoseo.tistory.com/209
최초의 우주여행객 데니스 티토(왼쪽) CREDIT : http://geoseo.tistory.com/209

 

그나마 현실적인 대안

: 버진 갤럭틱 (Virgin Galactic)

이곳은 우리에게 좀 더 현실적인 대안이다. 버진 갤럭틱은 영국의 리처드 브랜슨(Richard Branson, 1950~) 버진 그룹 회장과 마이크 로스프트 공동 창업자 폴 알렌(Paul Allen, 1953~)이 함께 세운 민간 우주여행사로 2004년에 설립되었다. 버진 갤럭틱의 우주선 스페이스쉽(Spaceship2)가 최종 시험 비행에 성공하면 내년 상반기에 최초 상업 비행이 가능해질 전망이다. 전세계적으로 8만명 정도가 탑승 신청을 하였고 이미 테스트를 마친 80명의 예약자 중에는 물리학자 스티븐 호킹(Stephen Hawking, 1942~)도 포함되어 있다. 나이 제한은 18세 이상으로 건강한 체력이 된다면 누구나 탑승할 수 있다. 구체적인 여행 프로그램은 다음과 같다. 탑승 3일전에 미국 뉴멕시코에 있는 스페이스 포트에 체크인을 해서 같이 여행할 사람들과 첫 미팅을 하고 2일에 걸쳐 우주 여행에 필요한 교육을 받고 우주로 떠난다. 우주선에 파일럿 2명과 관광객 6명이 탈 수 있으며 탑승객이 무중력을 체험할 수 있도록 넓은 공간이 확보되어 있다. 비행기로 일정 고도에 올라가 로켓을 추진시켜 우주로 보내는 방법을 이용한다. 일반적으로 우주라고 표현할 수 있는 고도인 100km 이상 올라가 우주를 여행하며 암흑같은 우주와 둥근 지구를 볼 수 있다. 무엇보다 비요이 20만 달러 (약 2억 2천만원)로 러시아 연방우주청보다 훨씬 저렴하지만 총 여행시간은 2시간~2시간 30분이고 실제 우주를 비행하는 시간은 5분 정도밖에 되지 않는다. 이정도면 죽기 전에 한 번쯤은 가볼만 하지 않을까?

 

두 갑부의 우주 경쟁

: 블루 오리진 (Blue Origin)과 스페이스X (Space X)
스페이스X(왼쪽)와 블루 오리진(오른쪽)
스페이스X(왼쪽)와 블루 오리진(오른쪽)

지금 미국에서는 두 억만장자의 우주 사업 전쟁이 펼쳐지고 있다. 바로 아마존 닷컴의 설립자 제프 베조스(Jeff Bezos)와 테슬라 모터스의 회장 앨런 머스트(Elon Musk)가 그 주인공이다. 제프 베조스는 2000년에 개인의 자산으로 블루 오리진이라는 우주 여행 회사를 설립하여 모든 사람이 저렴한 가격으로 우주 여행을 할 수 있도록 하는 것을 목표로 삼고 우주 여행 사업을 추진하고 있다. 아직 실용화 단계는 아니지만 버진 갤럭틱처럼 우주 여행용 저궤도 우주선을 개발하고 있다. 여행에 쓰일 우주선은 캡슐형으로 3명 이상이 탑승 할 수 있고 캡슐을 추진하는 로켓은 2단 로켓으로 구성되어 있다. 1단 로켓은 수직 이착륙이 가능하기 때문에 발사 후 다시 착륙시켜 재활용 할 수 있다. 1단 로켓의 재활용 덕분에 상당한 비용을 절감할 수 있다. 그리고 2단 로켓은 캡슐을 우주 퀘도에 진입시키는 역활을 한다. 영화 아이언맨의 실제 모델인 앨런 머스크는 2002년에 세계 최초 민간 우주 화물 회사 스페이스X를 설립하여 지금까지 세차례 무인 화물 우주선 ‘드래곤(Dragon)’을 국제우주정거장에 보내는데 성공하였다. 이 회사에서 개발한 로켓인 ‘Falcon 9’은 상당한 매출을 올리고 있는데 이 로켓을 이용하여 우주선을 우주에 보내는 것이다. 2015년까지 우주선 ‘드래곤’을 유인 우주선으로 개조하여 국제우주정거장으로 인력 수송도 계획하고 있다. 이들이 세운 두 우주 사업 회사는 발사대 확보에 치열한 경쟁을 하고 있다. 우리나라에서 2020년까지 1.5톤급 저궤도 로켓을 개발한다는 목표를 갖고 있는데 비해 미국에서는 민간업체가 13톤급 저궤도 로켓을 발사할 수 있다는 것이 실로 놀랍기만 하다.

 

풍선을 타고 우주 코 앞까지

: 미국의 월드뷰 (World View)

애리조나 투산에 본사를 둔 월드뷰는 열기구를 타고 성층권에서 지구를 바라보는 관광 상품을 2016년에 상용화한다는 계획을 갖고 있다. 파일럿 2명을 포함해 총 8명이 탑승할 수 있고 고도 30km까지 올라간다. 엄밀히 말하면 우주라고 부르는데 무리가 있지만 구름 위에서 지구를 바라볼 수 있다. 1시간 30분 ~ 2시간 가량 상승하고 고도 30km의 성층권에서 25~40분 정도 머무른 뒤 낙하산으로 하강한다. 1인당 경비는 약 7만5천달러 (약 8천만원)이다. 지금까지 보았던 여행 상품 중에 가장 저렴한 가격이다. 하지만 성층권까지 밖에 못 올라가므로 무중력을 체험할 수 없다는 것이 가장 아쉬운 단점으로 꼽힌다.

CREDIT : https://lockerdome.com/popsci.com/7495598366536212
CREDIT : https://lockerdome.com/popsci.com/7495598366536212

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” 간절히 원하면 이루어 진다. “

 – 월트 디즈니 –

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지금까지 우주 여행을 할 수 있는 몇 가지 방법에 대해 알아보았다. 한번의 여행 치고는 엄청난 가격이지만 과학의 발전에 힘입어 제주도 여행을 하듯 우주 여행을 할 날이 올것이다. 먼 훗날 우주의 품에 안겨 우리의 고향 푸른 지구를 바라보는 순간을 상상해보자.

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새해가 되면 사람들은 저마다의 신년 계획을 세운다. 금연, 운동 등의 많은 계획중에서도 음아고가 관련된 취미를 갖는 사람들은 악기를 배우거나 공연을 목표로 삼고 음악 학원으로 발길을 돌린다. 비록 작심삼일인 경우가 많지만 이들에게는 바이엘, 체르니, 스즈키와 같은 단어가 익숙하다. 앞선 교재들ㄹ은 클래식 작곡가들의 이름을 따 만든 음악 교육 교본인데 피아노, 바이올린 등의 악기를 배우고 싶어하는 사람들이 클래식 거장들의 연주곡집을 접하기이전에 기본으로 숙달해야 하는 유명한 교재들이다.

벨라 바르톡(Bela Bartok, 1891~1945)   http://ext.pimg.tw/p360130/1417655088-1149619742.jpg
벨라 바르톡(Bela Bartok, 1891~1945) http://ext.pimg.tw/p360130/1417655088-1149619742.jpg

헝가리의 작곡가 벨라 바르톡(Bela Bartok, 1891~1945) 또한 음악 교육에 관련된 여러 책을 남긴 음악가이다. 그는 조국의 민속 음악을 연구하고 재편하는 일을 하였는데 그의 많은 악곡집 중에서도 오늘 소개할 것은 아주 특별하다 ‘미크로코 스모크(MIKROCOSMOS)’라는 책은 1926년부터 1936년까지 바르톡이 작곡한 총 6권 구성에 153개의 소곡을 담은 피아노 교본이다.

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바르톡에게는 재혼할 당시 둘째 아들이 있었다. 위대한 작곡가인 아버지 덕분에 그 아들은 음악적인 영향을 많이 받았다. 직접 아들에게 음악을 가르칠 생각에 그는 매우 행복했을 것이다. 주변 음악 학언이나 피아노 교본이 많았지만 음악 선생님을 자처한 바르톡은 아들의 피아노 교본을 스스로 만들기 시작했다.

1권은 아주 기초적인 손가락 연습곡을 비롯하여 대위법, 병행진행, 고국의 민요 등의 곡들로 구성된 책이다. 이 책은 선생님이 내주시는 숙제처럼 한 단계씩 난이도가 올라가는 구성을 보인다. 아버지인 바르톡은 하나 하나 연습곡을 완성해가는 아들을 보면서 자녀의 음악 세계가 커지고 있는 기쁨을 느꼈을 것이다. 그가 이 교본의 이름을 ‘작은 우주(Micro Cosmos)’라고 지은데에는 이러한 아버지의 사랑을 표현하는 또 다른 방식이었다.

우리가 사는 지구가 포함되어 있는 태양계는 하나의 작은 우주다. 드넓은 우주가 이러한 작은 우주들의 집합인 것이다. 사실 태양이라는 별의 탄생 이전에는 다른 세대의 별이 존재했다고 한다. 그 증거로 충분한 별 생성의 시간 간격과 수소, 헬륨보다 무거운 원소의 생성을 든다. 철과 같은 무거운 원소들은 우리 몸을 구성하는데 꼭 필요한 것들이고 별의 일생에서 발생하는 원소들의 핵융합과 죽음단계의 폭발 과정이 없었다면 지구와 인류의 존재 여부는 불투명했을 것이다.

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하나의 태양계를 만드는 데도 아버지 세대의 노력과 사랑이 담겨 있는 것은 아마 바르톡과 같은 마음의 ‘작은 우주’가 이 세계에 전해졌기 때문일 것이다. 신년계획으로 가족과의 사랑을 나누고 싶은 사람들에게 아버지의 마음을 담는 피아노 교본 ‘미크로코스모스’를 추천한다. 꼭 피아노 연주가 아니더라도 가족과 함께 클래식 공연장을 찾아보는 것도 좋은 애정표현 방법일 것이다.

 

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2013년 한해 동안 많은 영화들이 있었다. 그 중에서 가장 많은 관심을 받은 영화로 단연 우주에서의 표류를 그린 재난영화 <그래비티>(2013)를 빼놓을 수 잆다. 영화 <그래비티>의 흥행의 정도는 사람들의 이목을 끌기에 충분하다. 그러나 <그래비티>가 사람들의 인기를 얻은 최초의 재난영화는 아니다. 그간의 여러 재난영화에 필수적으로 등장하는 화려한 특수효과들은 관객들의 눈을 사로잡았으며 인기를 끌었다. 이런 흥행 요소로 재난영화는 매년 빠지지않고 개봉하고 있다. 재난영화의 역사가 길어지면서 영화 속 등장인물들은 화산 폭발, 토네이도, 빙하기 등등의 아주 다양한 위기들을 겪어왔다. 그 중에서 우주에서 닥쳐오는 위험은 다른 재난들보다 그 크기나 위험의 정도가 더 크게 나타나는 동시에, 우리에게 아직도 현실보다 공상적인 것으로 다가온다. 그렇다면 스크린 속의 우주가 우리에게 주는 위험들을 현실로 옮겨보자.

지구는 교통사고 다발 지역

<아마겟돈>(1998)과 <딥 임팩트>(1998)은 재난영화하면 떠오르는 대표적인 영화들이다. 이 두 영화는 천체와 지구의 충돌을 다루고 있다는 공통점이 있는데 우주의 위험을 다룬 재난영화에선 이러한 천체와 지구의 충돌은 단골 소재중 하나이다. <아마겟돈>은 소행성, <딥 임팩트>는 혜성 충돌을 소재로 삼고 있다. 이 외에도 영화<멜랑콜리아>(2011)에서는 지구는 행성과 충돌하기도 한다. 이렇듯 스크린 속에서의 지구는 정말로 다양한 천체들과 충돌해왔다. 그렇다면 우리 지구도 실제로 이런 위험에 노출되어있는 것일까?

재난영화를 대표하는 영화에 속하는 과 는 둘 다 지구와 천체가 충돌하는 이야기를 담고 있다
재난영화를 대표하는 영화에 속하는 <아마겟돈>과 <딥 임팩트>는 둘 다 지구와 천체가 충돌하는 이야기를 담고 있다

<아마겟돈>과 <딥 임팩트>에서와 같은 소행성과 혜성의 지구충돌은 충분히 일어날 가능성이 있으며 실제로 천문학자들은 지구 주변을 주의 깊게 살피고 있다. 현재 천문학자들은 지구와 충돌할 가능성이 있는 천체들을 지구근접천체라고 하여 특별 관리하고 있다. 지구근접천체는 크기와 그 구성성분에 따라 지구근접유성체, 지구근접소행성, 지구근접혜성으로 분류가 된다. 2013년 2월 기준으로 9683개의 지구근접천체가 발견되었고 그 중 1360여개는 그 위험성이 더 크기에 지구위협천체라고 하여 따로 분류하고 있다.

이러한 천체 중 가장 많이 언급되었던 천체가 바로 소행성 ‘99942 아포파스’이다. 2004년에 처음 발견되었으며 처음 발견되었을 때 지구와 충돌할 확률이 2029년에 2.7%로 관측되어 주의를 끌었다. 하지만 다행히 이후의 관측을 통해 2029년에 지구와 충돌할 확률은 거의 0에 가까운 것으로 수정되었다. 하지만 여기에서 그치지 않고 2029년 지구를 근접통과 할 때 ‘중력 열쇠 구멍’1) 이라는 곳을 통과할 경우 2036년에 지구에 충돌할 가능성이 여전히 존재하였기에 계쏙 과학자들은 유심히 관찰하고 있었다. 이후 계속된 관측을 통해 ‘중력 열쇠 구멍’을 통과할 가능성도 매우 적음을 확인했다. 아포파스가 지구에 총돌할 가능성은 거의 0에 가깝다고 볼 수 있다.

지구와 충돌하는 천체를 다루는 재난 영화는 대부분이 혜성과 소행성이 주소재로 나타난다. 하지만 모든 영화가 그런 것은 아니다. 그러한 영화 중 하나로 <멜랑콜리아>를 들 수 있다. <멜랑콜리아>는 국내에선 잘 알려지지 않은 영화이지만, 칸 영화제에서 여우주연상을 탈 정도로 많이 인정받았던 영화이다. 이영화에선 ‘멜랑콜리아’라는 이름의 행성이 지구와 충돌한다는 이야기를 담고 있다. 지구가 행성과 충돌한다는 것이 가능한 이야기일까? 많은 사람들은 아니라고 할 것이다. 왜냐하면 우리가 아는 행성의 대부분은 한 별을 주위로 돌면서 공전하기 때문에 서로 부딪힐 일이 없기 때문이다.

는 독특하게도 행성이 지구와 충돌한다는 이야기를 담고 있다. 정말로 터무니 없는 이야기일까?
<멜랑콜리아>는 독특하게도 행성이 지구와 충돌한다는 이야기를 담고 있다. 정말로 터무니 없는 이야기일까?

하지만 이 영화에서 등장하는 ‘멜랑콜리아’는 바로 떠돌이 행성(Rogue Planet)이다. 떠돌이 행성은 별 주위를 공전하지 않고 그냥 자유롭게 우주 공간을 떠다닌다. 애초에 처음부터 별들에 묶여져 있던 적이 한 번도 잆는 떠돌이 행성이 있는가 하면 행성계가 만들어질 때 홀로 빠져나오게 된 떠돌이 행성도 있다. 최근 2013년 12월에 새로운 떠돌이 행성을 발견하기도 하였다. 현재 우리 은하에 존재하는 떠돌이 행성은 우리 은하에 존재하는 별의 약 두 배 정도이며 별 주위를 도는 행성의 수 보다 많을 수 있다. 우리 은하에 이렇게 많은 떠돌이 행성이 존재한다면 정말로 영화와 같은 일이 일어날까 걱정할지도 모르겠다.

하지만 우리 은하의 크기는 상상을 초월할 만큼 크다. 은하의 부피와 예측되는 떠돌이 행성의 수를 이용하여 그 밀도를 구해보면 그 밀도의 값이 굉장히 작음을 알 수 있다. 떠돌이 행성의 수가 엄청나게 많다고 해도 우리 지구 주위 가까이에 떠돌이 행성이 있을 가능성은 매우 적다. 그러므로 영화와 같이 행성이 지구와 충돌하여 세계가 멸망하는 상황은 일어날 가능성이 매우 적다고 할 수 있다.

2013년 새롭게 발견된 떠돌이 행성인 'PSO J318.5-22'의 가상적인 모양이다. 우리로부터 80광년 떨어져있으며 그 크기는 목성의 약 3.6배, 질량은 6.5배에 달한다.
2013년 새롭게 발견된 떠돌이 행성인 ‘PSO J318.5-22’의 가상적인 모양이다. 우리로부터 80광년 떨어져있으며 그 크기는 목성의 약 3.6배, 질량은 6.5배에 달한다.

 

두 얼굴의 태양

지구의 중요한 에너지원으로 가장 많이 영향을 끼치는 태양은 우리에게 없어서는 안 될 존재이다. 하지만 재난영화에서 태양은 지구를 멸망 위기에 빠뜨리는 위험한 존재 중 하나로 그려지기도 한다. 태양이 재난의 주 소재가 되는 대표적인 재난영화로 <션샤인>(2007), <노잉>(2009)이 있다.

<션샤인>은 지금으로부터 50년후를 배경으로 하며, 등장인물들은 핵폭탄을 이용해 꺼져가는 태양을 살리기 위해 우주선 ‘이카루스 2호’에 탑승하여 태양에 가까이 접근하면서 나타나는 등장인물들의 일대기를 그려낸 작품이다. <션샤인>은 제작당시 실제로 나사(NASA)의 과학자들에게 과학 자문을 부탁했다. 이 영화에서의 줄거리에 따르면 “큐볼(Q-ball)”이라는 우주 초기에 만들어진 입자가 태양 내부에서 점점 침식되어 태양의 에너지 원천인 핵융합 반응이 약해지며 점차 차갑게 꺼져가는 태양을 그려냈다.

이 큐볼이라는 입자는 감독이 지어낸 영화속 입자가 아니며 실제로 과학자들이 말하는 가상의 입자 중 하나이다. 암흑물질2)의 후보로도 여겨지고 있으며 만약 실제로 있다면 우주 초기에 생성되어 현재까지 존재하고 있을 것으로 얘상된다. 하지만 큐볼은 가상의 입자이다. 실제로 존재하는 지는 아직 알 수 없다. 큐볼이 있다고 하더라도 큐볼의 침식은 태양의 수명에 걸쳐서 말도 안되게 천천히 일어날 것으로 예측된다. 태양의 수명이 약 100억년이고 현재 태양의 나이는 약 47억년이므로 아직도 53억년이나 남았다. 그러므로 태양의 엔진이 꺼질 걱정은 하지 않아도 된다.

 과  의 영화 포스터
<션샤인> 과 <노잉> 의 영화 포스터

<노잉>은 우연히 발견한 종이에 쓰여진 숫자를 통해 재난을 예측하고 이로 인한 피해를 막기 위해 노력하는 주인공의 이야기를 담고 있다. <노잉>에선 많은 재난이 나오지만 마지막에는 태양의 슈퍼 플레어에 읭해 인류가 모두 멸망한다.  위의 포스터가 스포일러를 하고 있는 셈이다. 태양의 플레어 현상이란 태양에서 다량의 에너지가 방출되는 현상을 말하는데 슈퍼 플레어 현상은 보통 플레어의 100배에서 100만배가 되는 에너지가 방출되는 현상이며 슈퍼 플레어 현상이 일어나면 별의 밝기가 20배까지 밝아진다고 한다. 다른 별들에서의 슈퍼 플레어 현상은 여럿 관측되었으며 그 중에는 태양과 비슷한 별들도 있다. 실제로 태양에서 퓨퍼 플레어 현상이 일어날까에 관한 문제는 과학자마다 의견이 갈리고 있다. 과거 태양에서 슈퍼 플레어가 일어났다는 증거는 존재하지 않는다. 앞으로도 태양에서 슈퍼 플레어 현상이 일어나지 않을 거라 주장하는 학자들은 슈퍼 플레어가 일어나기 위해서는 특정한 조건의 행성이 그 별 주위에 존재해야 하는데 태양에는 그러한 행성이 없기 때문에 슈퍼 플레어가 터지지 않을 것으로 예측한다. 하지만 최근 한 연구에서 이러한 행성이 없어도 슈퍼 플레어 현상이 일어나는 것이 관측되어 태양에서 퓨퍼 플레어 현사이 일어날 수 있다는 의견이 제시되었다.

그렇다면 만약 태양에서 슈퍼 플레어 현상이 일어나면 과연 어떻게 될까? <노잉>에서는 태양에서 슈퍼 플레어가 일어나자 지구가 그 열기에 의해 온 땅이 불길로 뒤덮인다. 예언에 따라 지구상의 모든 사람이 죽고 세계가 멸망하게 된다. 정말로 이런 일이 일어날까? 다행히도 그런 끔찍한 일은 일어나지 않는다. 아무리 큰 플레어가 일어나더라도 지구에 그 정도로 막강한 영향을 주지는 못한다. 지구의 두꺼운 대기 그리고 자기장에 의해 태양에서 나온 고에너지 입자가 튕겨나가기 때문이다. 아마 지구가 입을 피해는 오존층이 파괴되는 수준에 그칠 것이다. 물론 오존츠이 파괴되는 것도 아주 심각한 피해지만 그래도 영화와 같이 인류가 한꺼번에 화염에 휩싸이는 일은 안 일어나니까 불행 중 다행이 아닐까?

 

예전부터 재난여화는 다양한 시나리오로 우리를 각성시켰다. 앞으로도 새로운 시나리오의 재난영화들이 스크린을 채울 것이고 그 중에는 우주 재난 영화도 있을 것이다. 하지만 새로운 시나리오는 새로운 소재 없이는 나올 수 없다. 앞으로 새로운 현상이 관측되고 새로운 것을 알아갈수록 우주 재난영화의 시나리오는 더욱더 다양해질 것이다. 먼 미래의 재난영화에선 어떠한 시나리오로 다시금 우리를 위협할지 한 번 기대해보자.

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“영원함”, “한결같음”, “불멸”

이 단어들과 어울리는 대상은 뭐가 있을까? 금, 은, 보석 등등…..
그중에서도 보는데 돈도 들지 않는 별이 하늘 높게 떠 있다. 사람들이 말 하길 별은 항상 같다. 인간이 처음 나무에서 내려와 먹을 것을 구하던 저 옛날부터 유인우주탐사를 진행할 미래까지 밤하늘을 변함없이 밝게 장식할 것이다. 항상 같은 모습을 가지는 별들은 많은 문학작품에서 영원함을 상징하기도 한다. 항상 같기 때문에 별을 ‘항성(恒星)’이라고 이름붙이지 않았는가!

어디나 꼭 튀는 사람이 있듯이, 한결같음을 유지하는 별들 중에서도 반항아가 있어야 제 맛이다. 이 별들의 밝기는 일정하지 않고 변한다. 심지어 눈에 보였다 안보였다 하는 별들도 있다. 짧게는 10시간에서 길게는 수십일 이상의 주기를 가지고 변하기도 한다. 남들과 튀는 별 세상의 반항아들을 살펴보자.

http://www.eso.org/
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별은 지금 숨바꼭질 중

잘못 사귄 친구로 인해 방항아로 전락한 식 변광성(eclipsing variable)은 두 별이 서로 숨바꼭질을 하며 밝기가 달라진다. ‘식(蝕, eclipse)’이라는 단어가 조금 생소하지만 일식, 월식의 경우를 생각하면 이해가 쉽다. 일식은 달이 태양을 가리면서 태양에서 나오는 빛이 지구에서 차단되는 것을 말한다. 이와 마찬가지로 한 천체가 다른 천체를 가리는 일이 먼 우주에서도 펼쳐지며, 우리는 그것을 볼 수 있다. 우선 두 별이 커플이 되어 서로를 돌고 있어야 한다. 하늘에서 보이는 별들 중에 절반 이상이 커플, 쌍성(binary)이다. 이 두 별이 서로를 가리면서 돌 때 식 변광성이 된다.

식 변광성은 왜 밝기가 변할까? 앞서 설명한 것과 같이 두 별이 서로의 앞을 지나며 가리는 숨바꼭질을 반복하기 때문이다. 두 별이 서로를 가리지 않고 모두 보일 때 가장 밝고, 별 하나가 다른 별 하나를 가리면 어둡다. 식 변광성의 두 별은 서로 가깝고 우리에게 너무 멀어서 두 별의 숨바꼭질을 직접 목격하는 것은 힘들다. 두별의 합쳐진 밝기가 변하는 것만 볼 뿐이다.

숨바꼭질 중에 어두운 별이 밝은 별을 가리면 가장 어두워지고 우리는 이를 주극소(primary eclipse)라고 부른다. 반대로 밝은 별이 어두운 별을 가리면, 밝기가 앞선 주극소보다는 조금 어두운 부극소(secondary eclipse)라고 한다.

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대표적인 식 변광성, 페르세우스자리의 ‘알골(Algol)’은 밝기가 2.2등급에서 3.5등급까지 변한다. 알골의 밝은 별과 어두운 별이 서로를 돌며 가리는 숨바꼭질의 주기는 약 2.9일 정도이다. 알골과 같이 눈에 보일 정도로 밝기가 크게 변하는 별은 변광성임을 쉽게 알 수 있지만, 대부분 밝기 변화가 미세하기 때문에 눈으로 알기는 어렵다. 그래서 천문학자들은 망원경과 검출기를 이용하여 시간에 따른 별의 밝기 변화를 그래프로 그리고 그 별이 반항아인지 알아보게 된다.

단지 두 개의 별이 짝을 이루어 서로 돌고 있을 수 있지만 세 개, 네 개의 별이 삼각관계, 사각관계를 이루어 함께 돌 수도 있다. 앞서 얘기한 알골의 경우도 또 다른 세번째 별이 약 1.87년을 주기로 함께 돌고 있다는 것이 밝혀졌다. 숨바꼭질 중인 두 별이 너무 가까워서 아예 붙어버린 경우도 있다. 마치 땅콩처럼 생긴 이 별은 특이한 구조로 인해 주극소와 부극소를 구분하기 어렵다. 천문학계에서 한창 뜨거운 감자인 외계행성 역시 식 변광성과 비슷한 모습을 갖는다. 다만 쌍성의 구성원 중 하나가 별이 아닌 행성일 뿐이다. 행성은 별에 비해 매우 작고 어둡기 때문에 행성이 별을 가릴 때는 그 밝기 변화가 아주 미세하다. 천문학자들은 이런 미세한 광도의 변화를 찾아내어 외계행성을 발견한다.

http://www.eso.org/
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별이 Bounce Bounce

맥동 변광성은 자기 자신에게 문제가 있어 질풍노도의 시기를 맞이하게 된 변광성이다. 별 스스로 자신의 크기가 커졌다 작아졌다를 반복하면서 밝기가 변한다. 1598년 8월 독일의 천문학자 ‘데이빗 파브리치우스(David Fabricius, 1564 ~ 1617)’는 고래자리의 별 하나를 관측하였는데 밝기가 밝은 2등급에서 눈에 보이지 않을 정도로 어둡게 바뀌는 것을 알아냈다. 그는 이 별에 경리롭다는 뜻을 가진 ‘미라(Mira; 기적 miracle의 어원)’라는 이름을 붙였다. 실제 미라는 밝기가 2등급에서 10등급까지 약 1600배나 변한다.

당시 과학자들은 이런 변광성들이 어두운 면과 밝은 면으로 나누어져 있기 때문에 별이 회전하면서 밝기가 변한다고 생각하였다. 하지만 시간이 지나며 별이 심장처럼 박동하기 때문에 밝기가 변한다는 것을 알게 되었다. 별은 커졌다 작아졌다를 반복하며 밝아졌다 어두워졌다를 반복하는데, 이런 별을 맥동 변광성(pulsuating variable)이라고 한다. 사춘기는 별에게도 매우 두근두근거리는 혼란의 시기이다.

학창시절 때 자주 다뤘던 용수철 실험, 용수철을 세로로 매달아 놓고 어느 정도 당겼다가 놓으면 출렁거린다. 만약 마찰과 공기 저항 등 외부의 방해가 없다면 용수철은 영원히 같은 폭을 유지하며 진도을 무한 반복하게 된다. 맥동 변광성이 두근거리는 원리는 이 용수철과 같다. 변은 어느 정도 진화하면 내부가 불안정해지는 질풍노도의 시기를 맞이한다. 거대한 물질이 중심으로 누르는 중력과 뜨거운 내부가 바깥으로 밀어내는 압력과 질긴 경쟁이 시작된다.

이 사춘기에 접어든 별은 불안저한 내면 때문에 계속 팽창과 압축을 반복하게 된다. 별이 압축되면 밀도가높아져 불투명해지고, 팽창하면 밀도가 낮아져 투명해진다. 불투명해지면 내부의 에너지가 바깥으로 빠져나가기 어렵기 때문에 중심 온도가 올라가고 내부의 압력도 커진다. 결국 다시 바깥으로 밀려나가 팽창하게 된다. 하지만 팽창한 별은 다시 투명해지면서 내부의 에너지를 바깥으로 쉽게 내보내고 온도가 식어 내부 압력이 줄어든다. 다시 도로 수축하게 된다. 이러한 투명과 불투명 상태의 반복을 겪으며 별의 밝기도 계속 변한다.

실제 안드로메다 은하에 위치하는 맥동 변광성의 모습. 날짜가 지나면서 별의 밝기가 밝아졌다 어두워졌다를 반복한다.
실제 안드로메다 은하에 위치하는 맥동 변광성의 모습. 날짜가 지나면서 별의 밝기가 밝아졌다 어두워졌다를 반복한다.

밤하늘의 별들은 항상 같은 모습으로 보였지만 사실은 반항아로 가득한 곳이다. 더 이상 별을 보며 영원함, 한결같음을 노래하기는 어려울 것 같다. 시인에게는 실망스러운 이야기일지도 모르지만, 이런 별들의 반항은 천문학자에게는 우주를 더 제대로 이해할 수 있는 좋은 기회가 된다. 별 두개가 서로 숨바꼭질을 하는 동안 얼마나 오래 별을 가리는지를 측정하면, 각 별의 크기와 질량을 꽤 정확하게 알 수 있다. 특히 맥동 변광성은 천문학에서 아주 중요한 역활을 한다. 내부 물리적 상황에 의해 밝기가 변하기 때문에 밝기 변화의 주기가 곧 그 별의 내면 상태를 이야기하기 때문이다. 맥동 변광성이 얼마동안 밝아졌다 어두워지는지만 관측하면 그 별의 진짜 얼마나 밝은지 알 수 있다. 그리고 그 별이 실제로 얼마나 먼 곳에서 빛나고 있는지 알 수 있다.

지금도 많은 천문학자들이 사춘기 별들을 찾아내고, 그들의 중2병 진단을 내리기 위해 열심히 연구하고 있다. 지구에서 가장 가까운 별까지 KTX를 타고 간다고 해도 1500만년 이상 걸린다. 그리고 이 보다 수십, 수백, 수천배 떨어져 있는 별들이 밤하늘을 밝힌다. 그 사이에 변광성도 열심히 밝기를 바꾸며 빛나고 있다. 이제 밤하늘을 볼 때 그들도 가끔씩 신경써주자. 그 먼 거리에서 어떻게든 주목받고 싶어 온갖 술수를 쓰는 사춘기 별들을 말이다.

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우주 라디오

회사원 김전파씨는 아침 7시를 알리는 휴대폰 알림을 듣고 잠에서 깼다. TV에서 흘러나오는 아침 뉴스를 듣는 둥 마는 둥 출근길에 올랐다. 얼마 전에 산 네비게이션에서 회사까지 가는 길 중 가장 덜 막히는 길을 안내해 줘 늦지 않게 출근할 수 있었다. 회사에 도착한 그는 직장 상사의 눈을 피해 평소 좋아하던 영국 축구팀의 축구 경기를  DMB로 몰래 시청했다. 고단한 하루 일과를 마치고 집에 돌아온 그는 취침 시간에 맞춰 흘러나온 라디오 방송을 들으며 잠을 청했다.

휴대폰의 정확한 알람, 전세계 뉴스를 실시간으로 볼 수 있게 해주는 위성 방송과 DMB, 네비게이션의 GPS와 FM 라디오까지 위에서 언급한 김전파씨의 하루에는 전파가 빠질 수 없다. 우리는 눈치 채지 못하는 사이에 전파의 바다 속에 살고 있다.

한때 집집마다 유행처럼 설치하던 위성 방송의 안테나, 이 접시들은 방송 신호를 중계해주는 방송통신위성을 정확히 조준하고 있다. 일종의 작은 전파망원경인 셈이다. 전파는 우리 생활에서 빠질 수 없는 존재가 되었지만 천문학자들은 우리가 사는 우주의 기원과 비밀을 밝혀내는데 지대한 공헌을 해오고 있다. 전파는 통신위성이나 방송국에서 뿐만 아니라 우주 공간에서도 끊임없이 흘러나오고 있다.

영화 'Contact'
영화 ‘Contact’

 

하늘에서 흘러나오는 별들의 노랫소리

라디오 주파수를 아무 방송도 잡히지 않는 빈 채널로 맞추고 안테나를 하늘을 향해 뻗어보자. 비록 아름다운 음악이나 재미있는 사연은 들리지 않으나’무의미한 잡음’ 속에서 별들의 소리를 들을 수 있다. 우리가 인공의 전파를 만들어 통신에 이용하기 훨씬 이전부터 우주는 별들끼리 주고받는 자연의 전파 신호로 가득차 있었다. 표면 온도가 수 만도나 되는 뜨거운 별들은 물론이고 초대형 블랙홀도, 별들이 만들어지고 있는 차가운 가스 덩어리도 전파를 내보낸다. 우리 우주가 처음 만들어질 때의 전파 메아리도 빈 우주 공간을 아직까지 더돌고 있다. 전파를 연구하는 가장 중요한 이유는 가시광선과 달리 구름과 같은 장애물을 쉽게 통과하는 성질이 있기 떄문이다. 별들은 가스와 먼지 덩어리의 한가운데에서 만들어지기 때문에 가시광선으로는 그 내부를 들여다 볼 수 없지만 전파를 이용하면 X-ray로 우리 몸속을 꿰뚫어보듯 갓 태어난 별들의 모습을 훤히 들여다 볼 수 있다. 별 뿐만 아니라 우리 은하의 중심에선 어던 일이 일어나고 있는지, 또 우리 은하가 어떤 구조를 이루고 있는지 밝히는데에도 전파가 중요한 역활을 한다.

태양도 예외 없이 전파를 내뿌는데, 간혹 태양 활동이 활발할 때면 전파를 너무 강하게 내보내 인공위성이나 우리가 사용하는 전잦품에 피해를 끼치기도 한다. 심각한 피해가 우려될 떄는 태양 연구기관에서 ‘태양 주의보’를 내려줘 피해를 줄일 수 있다. 전파통신 없이는 살 수 없게 되어버린 인간의 통신기기를 지켜주는 것은 아이러니하게도 전파천문학인 셈이다.

https://www.eso.org
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별빛을 담는 거대한 접시

전파는 태생적으로 구름이나 장애물도 쉽게 지나갈 수 있는 장점이 있는 대신에 자신의 모습을 선명하게 보여주지는 않는다. 작은 전파망원경으로 밤하늘을 관측하면 보석 같은 별빛 보다는 뿌옇고 흐릿한 별 덩어리를 보게 된다. 때문에 전파망원경은 선명하게 우주를 관측하기 위해 가시광선을 관측하는 망원경보다 훨씬 크게 만들어야 되는데, 그 비율이 대략 10만 배 정도나 된다. 예를 들어 우리나라에서 가장 큰 광학 망원경인 보현사 천문대의 1.8m 망원경만큼 선명하게 전파를 관측하려면 지름이 180km나 되는 거대한 접시를 만들어야 한다. 그런 망원경을 우리나라에 두세대만 설치했다간 우리는 평생 햇빛을 못 보고 살게 될 지도 모른다. 그래서 천문학자들은 꾀를 내야만 했다.

같은 노래를 틀어놓은 두 스피커 사이를 움직이다 보면 소리가 두배로 크게 들리는 지점과 후러씬 작게 들리는 지점을 찾을 수 있다. 두 스피커에서 나오는 소리의 파동이 서로 섞이기 떄문인데, 이러한 파동의 성질을 간섭이라고 한다. 전파도 파동의 일종이기 때문에 간섭이 일어난다. 지름180km짜리 거대한 접시를 만들지 않아도 작은 전파망원경을 180km 떨어진 곳에 각각 설치해 동시에 같은 대상을 바라보면 180km짜리 망원경처럼 선명하게 관측 할 수 있다. 간섭을 이용하는 기술이 발전하면서 최근에 설치되는 대형 전파망원경들은 대부분 작은 전파망원경 여러대가 띄엄띄엄 있는 방식으로 설치되어 ‘전파망원경’이 아닌 ‘전파망원경 그룹’으로 운영된다.

영화에서도 출연하며 유명세를 탄 미국의 VLA(Very Large Array)는 이름 그대로 ‘아주 큰 전파망원경 그룹’이다. 25m 크기의 전파망원경 27대로 한 대상을 동치에 관측해 최대 36km 크기의 전파망원경의 역량을 수행하고 있다. 지구상에서 가장 건조한 곳인 칠레의 아타카마 사막에서는 전파망원경이 66개나 설치되고 있다.

http://images.nrao.edu/681
http://images.nrao.edu/681

우리나라도 ‘천문강국’답게 KVN(Korean VLBI Network, 한국우주전파관측망)이라고 하는 전파망원경 그룹을 운영하고 있다. KVN은 각각 서울과 울산, 제주도에 설치한 21m 크기의 작은 망원경 세대로 지름 500km 크기의 전파망원경과 동일한 해상도로 우주를 관측하고 있다. 우리나라 전체가 하나의 전파망원경인 셈이다. 흐린 날이 많고 도시 불빛을 피할 곳이 없는 우리나라는 가시광선을 이용한 천문학 연구가 비효율적이기 때문에 외국에 비해 작은 망원경을 사용할 수 밖에 없었는데, KVN의 건설 이후 우리나라도 세계적인 수준의 전파 연구를 수행하고 있다.

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하지만 만족하지 못하는 의지의 천문학자들, 지구에서 아무리 큰 전파관측망을 구축한다해도 지구의 지름인 1200km보다 크게 만들지 모한다는 한계를 깨닫고는 아예 우주공간에 전파망원경을 띄워서 수십, 수백만km 크기의 전파관측망을 만들 어마어마한 계획을 세우고 있다고.
점점 더 거대해지는 전파망원경과 함께 인류의 지식도 우주의 비밀에 한 걸음씩 다가가고 있다.

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천문대 찾아가기 네 번째.

이번에도 지난호에 이어 서울 인근에 위치한 천문대인 국립과천과학관 천문대를 방문하였다. 국립과천과학관 연구사로 계신 이강환 박사님과의 인터뷰와 함께 국립과천과학관 천문대에 대해 알아보도록 하자.

이강환 박사님
이강환 박사님

 

우주:라이크가 국립과천과학관 천문대에 도착하였을 때 가장 처음 느낀 것은 바로 과학관의 규모가 매우 크며 시설 또한 매우 잘 갖춰져 있다는 것이었다.

국립과천과학관 천문대에 있는 천체투영관(플라네타리움)1)은 규모 및 장비 면에서 세계 최고 수준을 자랑합니다. 또한 1M급의 천체망원경을 가지고 있는데, 이는 실제 연구용으로 제작된 모델과 같은 모델로 보현산 천문대2)에 위치한 망원경과도 비슷한 성능을 냅니다. 원한다면 학술적인 목적으로도 사용할 수 있습니다.

 

보통 좋은 관측을 위해서는 좋은 망원경 뿐 아니라 망원경이 위치할 장소 또한 중요하다. 아무리 좋은 망원경이라도 도심처럼 광공해가 심한 곳이라면 어둡고 멀리있는 천체를 관측할 수는 없다. 그런데 서울 근교에 위치한 1M급의 천체망원경 이라니?

사실 장소가 좋지 않아 좋은 망원경일지라도 학술적인 목표로 활용하기에는 어려움이 적지 않습니다. 그러나 대중들과 함께하는 공개관측회의 경우는 달, 행성의 관측을 벗어나기 힘듭니다. 날이 맑으면 오리온 대성운이나 안드로메다 은하 정도? 하지만 그 정도의 관측만 하더라도 충분한 역할을 한다고 생각합니다. 도심에 천문대가 없을 필요가 없다고 생각합니다. 도심에서도 충분히 별은 볼 수 있습니다. 별은 어디서나 볼 수 있습니다.

과천과학관에 위치한 1M급 망원경 및 실제 사용한는 모습(과천과학관 제공)
과천과학관에 위치한 1M급 망원경 및 실제 사용한는 모습(과천과학관 제공)

국립과천과학관 천문대에서는 이러한 시설들을 이용하여 천문학에 관심 있는 대중들을 위한 다양한 프로그램들을 진행하고 있었다.

국립과천과학관에서 진행하는 관측프로그램으로는 평일에 소규모 예약제로 시행되는 관측 프로그램이 있고, 토요일마다 열리는 공개 관측회가 있습니다. 그리고 천체투영관을 이용한 프로그램들도 준비되어 있습니다. 또한 중고등학생 및 초등학생들을 대상으로 하는 천문학교실 프로그램과, 단순히 별을 관측하는 것이 재밌다는 느낌 이상을 전달하기 위해 한 달에 한번 천문학 교수님들을 초청하는 초청강연 형식의 천문학 특강 등이 준비되어 있습니다. (자세한 것은 홈페이지 www.sciencecenter.go.kr 를 참조)

 

국립과천과학관에서 열리는 천문학 특강은 초등학생부터 어른들까지 누구나 쉽게 들을 수 있다고 한다. 마침 우주:라이크가 인터뷰를 위해 천문대를 방문한 당일에도 퀘이사(Quasar, 매우 멀리 떨어져 있는 밝은 은하)를 주제로 천문학 특강이 열린다고 하였다. 그런데 퀘이사라니, 강의 내용이 너무 어렵지는 않은가 하는 걱정도 되었다.

천문학 특강의 내용은 초등학생들도 이해할 수 있는 수준입니다. 실제로는 전문적인 내용들이지만 요즘은 교수님들께서도 대중강연을 쉽게 잘 하시는 편입니다. 천문학 특강의 반응은 상당히 좋습니다. 매 강의마다 최소 50명에서 100명가량이 참석합니다. 여기서 열렸던 천문학 특강의 내용들을 엮어 책으로도 출판할 예정입니다.

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천문학 특강의 반응이 좋다니, 천문우주학의 대중화를 꿈꾸는 우주:라이크에게도 정말 기쁜 일이다. 우주:라이크가 언제나 가장 고민하는 부분, 어떻게 하면 사람들에게 잘 다가갈 수 있을까에 대해서도 여쭈어 보았다.

사실, 천문학 관련 컨텐츠에 대한 사람들의 관심은 높습니다. 하지만, 사람들이 알고싶어도 그걸 알려주는 곳이 없는 현실입니다. 그렇기 때문에 컨텐츠를 많이, 그리고 다양하게 제공하는 것이 중요하다고 생각합니다.

과천과학관 천체투영실에 들어가기 위해 사람들이 줄을 선 모습 (과천과학관 제공)
과천과학관 천체투영실에 들어가기 위해 사람들이 줄을 선 모습 (과천과학관 제공)

천문학 컨텐츠에 대한 높은 관심을 나타내기라도 하듯, 국립과천과학관 천문대 및 천체투영관에 방문하는 관람객이 연간 20만명이 넘는다고 한다. 심지어 최근에 열렸던 혜성 아이손(ISON) 공개 관측회의 경우 새벽 3시라는 늦은 시각에도 불구하고 수백명의 사람들이 참여하였다고 하니 정말 놀라운 일이다.

앞으로도 꾸준히 컨텐츠를 늘려나갈 생각입니다. 그동안은 주로 어린 학생들을 대상으로 하는 프로그램들을 진행해 왔는데, 앞으로는 천체투영관에서 토크콘서트 및 연주도 하는 등 어른을 주 타깃으로 하는 프로그램들도 마련하여 방문하는 연령대를 다양하게 할 생각입니다. 토크콘서트에서는 과학적인 내용을 많이 다루는 강연과는 다르게 문화적인 내용도 많이 접목시켜 사람들에게 다가갈 생각입니다. 그래서 앞으로는 어린 학생들 뿐 아니라 대학생이나 어른들도 많이 참석하였으면 좋겠습니다.

공개관측회 모습
공개관측회 모습

인터뷰를 마치고, 우주:라이크는 국립과천과학관에서 열린 퀘이사 특강에 참석하였다. 강연의 주 참석자는 초등학생들과 그들의 부모님들이었다. 강연자이신 세종대학교 이희원 교수님께서는 퀘이사에 대해 쉽고 재미있게 차근차근 설명해 나가셨다. 생소한 주제임에도 불구하고 어린 학생들은 눈을 반짝이며 강연에 집중하였고, 이어진 질의응답시간에는 전공자인 우주:라이크도 깜짝 놀랄 만큼 수준 높은 질문들이 이어졌다. 강연이 끝난 후에는 공개관측회가 열렸는데, 매서운 날씨에도 불구하고 망원경을 보기 위해 길게 늘어선 줄을 보니 사람들의 천문학에 대한 관심을 짐작할 수 있었다.

본인이 천문학에 관심이 많다면, 혹은 색다르고 유익한 여가를 원한다면 친구 및 가족과 함께 서울에서 찾아가기도 편리하고 다양한 프로그램들이 마련되어 있는 국립과천과학관 천문대에 방문해 보는 것은 어떨까?

 


1)플라네타리움: 실내에서 밤하늘을 재현하는 기구, 별자리 투영기
2)우주:라이크 3호에서도 소개한 바 있는 우리나라 최대 망원경을 보유하고 있는 천문대이다.