잠 안 오는 밤에 읽는 우주토픽

머리말 | 우리 시대 사람들은 행복하다

1장 우주를 한 바퀴 휘리릭~

1. 우주의 ‘일체무상(一切無常)’… 경험해보실래요?
-우주 속에 ‘제자리’는 없다

2. 우주 팽창, 이렇게 발견됐다!
-20세기 천문학의 최고 영웅 이야기

3. ‘빅뱅’은 어디서 터졌나?
-지금 당신이 있는 그 자리가 ‘빅뱅 현장’이다!

4. 은하는 왜 돌까?
-초속 270km로 도는 우리은하

5. 은하도 진화한다
-우리은하가 안드로메다 은하와 충돌한다

6. 우주론 시간 여행
-고대의 ‘둥근 하늘’에서 현대의 ‘팽창 우주’까지

7. 우주는 ‘끝’이 있는가?
-우주는 유한하지만, 그 경계는 없다
<box> 우주의 구조를 밝힌 괴짜 수학자

8. 우주는 어떻게 끝날까?
-우주의 종말 시나리오 3종 세트

2장 우리들의 고향 ‘별’ 이야기

9. 별자리는 하늘 번지수
-당신을 우주로 안내하는 길라잡이

10. 북극성은 당신의 ‘위치’를 알고 있다
-재미있고 오묘한 북극성 이야기

11. 지구촌 밤하늘의 ‘유명 스타’ 아세요?
-모르면 억울한 별들의 세계
<box> 우주에서 가장 큰 별 ‘톱10’

12. 대체 별의 성분을 어떻게 알아냈을까?
-별빛에 ‘답’이 있다!

13. 우리가 ‘별 먼지’라고?
-별에서 온 당신

3장 우리가 미처 모르는 ‘태양왕조 실록’

14. 아니, 태양계가 이렇다고?
-지구, 태양계의 곰보빵 부스러기

15. 행성, 태양계의 ‘운수납자(雲水衲子)’
-언젠가 헤어질 지구의 오랜 ‘도반(道伴)들’?
<box> ‘지구의 보디가드’ 목성

16. 달도 지구를 떠난다
-달에 관한 10가지 진실

17. 혜성, 우주의 ‘공포 대마왕’인가?
-태양계 탄생의 비밀을 간직한 ‘태양계 화석’

18. 물이 이처럼 유구한 역사를 갖고 있을 줄이야
-지구의 바다는 소행성이 가져왔다

19. 태양의 마지막 모습을 보고 싶다면…
-70억 년 후 태양의 모습

4장 까마득한 우주 거리, 대체 어떻게 쟀을까?

20. 천문학자들의 줄자, ‘우주 거리 사다리’
-우주 거리가 가르쳐준 ‘지동설’

21. 태양계의 크기, 이렇게 알아냈다!
-목성의 별 이오가 가르쳐준 ‘광속’

22. 우주의 끝을 밝혀준 ‘표준 촛불’
- ‘빅뱅의 첫 단추’를 꿴 불우한 여성 천문학자

23. 사람이 만든 것으로 가장 멀리 날아간 물건
-인류의 ‘우주 척후병’ 보이저 1호의 대장정
<box> 보이저 1호가 촬영한 태양계 ‘가족사진’

5장 신비를 넘어 감동으로…

24. 현대판 ‘피사의 사탑 낙체 실험’
-‘낙하’에 이런 심오한 뜻이 있다니…

25. 물질이란 무엇인가?
-생물이 하는 일은 ‘원자’도 한다

26. 암흑물질과 암흑 에너지
-우주의 96%는 암흑물질과 암흑 에너지다

27. 세계를 보는 눈을 바꾼 양자론
-신은 ‘주사위를 던졌다’

장대하고 찬란하며 격렬한 별의 여정은 대개 이쯤에서 끝나지만, 그 후일담이 어쩌면 우리에게 더욱 중요할지도 모른다. 적색거성이나 초신성이 최후를 장식하면서 우주 공간으로 뿜어낸 별의 잔해들은 성간물질이 되어 떠돌다가 다시 같은 경로를 밟아 별로 환생하기를 거듭한다. 말하자면 별의 윤회다.
영원할 것만 같은 별들도 수십억~수백억 년의 시간이 지나면 이처럼 죽음을 맞는다. 저 밤하늘에 반짝이는 별들도 태어나서 찬란한 빛을 뿌리며 살다가 죽는 것이다. 이 점에서는 생로병사를 겪는 사람과 다를 게 없는 셈이다. 하지만 수십억~수백억 년을 사는 별에 비한다면 사람은 겨우 찰나를 살다가 가는 셈이다. 별에 비한다면 하루살이다.
(<13. 우리가 '별 먼지'라고?> 중 ‘우주의 드라마, 초신성 대폭발’)

별은 삶의 마지막 순간에 초신성 폭발과 함께 그동안 제조만 하고 갈무리해놓았던 온갖 원소들을 내놓는다. 게다가 대폭발 당시에는 엄청난 고온·고압의 상황이 만들어지는데, 이때 철보다 무거운 원소들이 만들어진다. 이른바 초신성의 중원소 합성이다.
그때 만들어진 초신성 물질을 지금 내가 하나 갖고 있다. 바로 금반지. 초신성 폭발의 기념품이다. 50억 년 이전 어떤 초신성이 대폭발을 일으켰고, 그 잔해들이 지구를 만드는 데 흘러들어와 금맥을 만들었고, 어느 광부가 그것을 캐어 금은방으로 넘긴 것이다. 그리고 그것은 지금 내 손가락에 끼워져 있다. 이건 공상이나 소설이 아닌, 어김없는 과학이다. 철보다 무거운 원소들, 곧 금, 은, 우라늄 같은 중원소는 모두 초신성 폭발 당시에 생성된 것이다. 그러니 규소나 철보다 금, 은이 귀한 것은 바로 이런 까닭이다.
이처럼 별은 우주의 부엌이라 할 수 있다. 수소, 헬륨을 제외한 모든 원소들은 별의 내부에서 만들어졌다. 수은 원자핵에서 양성자 한 개와 중성자 세 개를 빼내면 금이 된다. 이것이 연금술사들이 그토록 염원하던 변화의 본질이다. 연금술사들은 말하자면 물질의 거죽만 주물러서 금을 만들겠다고 헛고생한 셈이다. 초신성 폭발과 같은 엄청난 에너지만이 금을 만들 수 있는데 말이다. 그 헛고생한 사람 중에는 인류 최고의 과학 천재라는 말을 듣는 뉴턴도 포함돼 있다고 한다.
(<13. 우리가 '별 먼지'라고?> 중 ‘별과 나와의 관계’)