인터뷰365 하정열 칼럼니스트 = 2021년 성탄절에 허블망원경의 100배 성능을 가진 차세대 우주망원경 ‘제임스 웹’이 우주로 발사되었다. 허블이 주로 가시광선을 관찰했다면, 제임스 웹 우주망원경은 주로 적외선을 관측한다. 제임스 웹 우주망원경은 크게 4개의 핵심 목표를 가지고 있다. 최초의 별과 은하 관측, 은하의 형성과 진화 연구, 별과 행성계의 형성 연구, 행성계와 생명의 기원 연구 등이다.

행성계와 생명의 기원연구와 관련하여, 제임스 웹 망원경을 사용하여 대기분석을 통한 외계생명체 탐사가 진행될 계획이다. 외계 행성의 대기 구성성분에서 메탄과 산소 같이 공존이 불가능한 대기 성분이 대량 발견되면 생명체가 존재한다고 판단하는 것이다. 또한 프레온가스와 같이 자연적으로 생성될 수 없는 성분이 있다면 문명활동의 증거를 발견할 수 있다. 인간이 언젠가 지구를 떠나 살 수 있는 태양계 밖의 또 다른 지구행성을 찾는 중요한 일이다.

30년 전 올라간 허블이 그동안 우리 머릿속에만 있었던 블랙홀을 발견한 것처럼, 25년 동안 100억달러를 투입해 만든 제입스 웹 우주망원경 역시 빅뱅이론의 검증을 통해 우주의 기원과 비밀을 밝혀주길 기대해 본다.

빅뱅이론은 약 138억년 전의 대폭발을 시작으로 우주가 만들어지고 팽창했다는 이론이다. 이는 우주의 ‘대폭발설’ 혹은 ‘대폭발 우주론’으로 표현되고 있다(big bang threoy). 1927년 벨기에의 카톨릭 사제였던 조르주 르메트르가 최초로 주장한 이래 많은 증거들의 발견으로 정상우주론을 제치고 정설로서 자리잡았다. 당시 그가 이 이론을 주창할 당시에는 빅뱅이론은 마치 기독교에서 말하는 절대자의 천지창조, 곧 창세기의 “빛이 있으라”를 연상케 하는 부분이 있어서 과학계로부터 상당한 심정적인 저항을 받았다.

그러나 과학과 관측수단의 발달로 이제는 우주는 약 138억 년 전 빅뱅으로부터 시작하여 계속 팽창하고 있다는 것이 정설로 굳어졌다. 그러나 빅뱅이 우주의 시작이라면, “빅뱅 이전에는 도대체 무엇이 있었느냐?”라는 질문이 빅뱅이론의 가장 핵심적인 논의거리 중 하나가 되었다.

우주는 빅뱅 이후 빛의 속도보다 더 빠르게 팽창하여 우주의 가슴둘레가 970억 광년이나 된다고 추정되고 있다. 허블 망원경은 관측을 통해 우주가 팽창하고 있다는 증거를 제시하였다. 그리고 1992년에는 COBE 관측위성을 이용하여 빅뱅이론을 증명해주는 우주배경복사지도를 만들었다.

빅뱅은 ‘은하계의 후퇴, 우주배경복사, 우주의 물질분포’라는 세가지 이론에 의해 견고하게 지지를 받고 있으나, 빅뱅이 왜 그리고 어떻게 시작이 되었는지는 지금까지도 명확하게 규명되지 않았다.

요즈음은 일부 과학자들이 우주가 수축과 팽창을 반복한다는 이론을 제시하여 어떻게 빅뱅이 시작되었는지를 설명하고 있다. 또한 다중우주론을 제시하며 우주는 하나가 아니고, 여러 개의 우주가 존재한다고 주장하는 과학자도 있다. 앞으로 과학이 발달하고 제임스 웹 우주망원경처럼 관측수단이 더욱 진화할수록 조금씩 실체에 가까이 다가갈 수 있을 것이다.

빅뱅으로 생겨난 우주의 어떤 것도 영원할 수 없다. 모든 은하와 항성 및 지구와 같은 행성도 생성, 활동, 쇠약, 병듬, 소멸(푸른색 젊은별, 노란색 중년기별, 붉은색 늙은별, 작고 죽음의 문턱에 이른 하얀별, 검은 색 죽음의 별)의 과정, 즉 청색거성, 황색거성, 적색거성, 백색외성, 초신성 등의 과정을 거친다. 우주의 별과 은하들도 결혼과 이혼을 하며 활발하게 번식활동을 한다. 약 138억 년 전에 만들어진 우주는 지금도 계속 번성하고 팽창하면서 활발한 장년기를 보내고 있다.

우주는 빅뱅 이후 지속적인 팽창을 하면서도 큰 틀에서 서로 공전과 자전을 하고 있다. 빅뱅 이후 탄생한 우주삼라만상은 서로 연계되어 상호작용을 하고 있다. 우주에는 우리가 상상할 수 없을 만큼 많은 별과 행성이 존재하면서 서로 조화와 균형을 이루며, 자연선택과 적자생존의 원리에 따라 진화하고 있으며, 경외와 신비의 대상이 아닌 것이 없다.

우리는 “지금 우리가 살고 있는 우주는 어느 단계인가? 언제 어떤 형태로 소멸의 과정을 밟을 것인가? 팽창과 수축을 반복할 것인가? 다중 우주인가?”등 많은 질문을 던지며 우주만물이 생성되어 활동하고 늙고 병들어서 소멸하는 과정을 지켜보고 있다. 우리의 주군인 태양도 앞으로 약 50억년이 되면 백색외성으로 변모하면서 소멸할 것으로 알려지고 있다. 우리가 사는 지구는 우주차원에서 보면 티끌에 불과하고, 우리 인간은 그 속에서 찰나를 머믈다가는 미생에 불과하지만, 우리는 과학을 통해 우주를 향한 꿈을 현실화하면서 활동영역을 더욱 넓혀갈 것이다.

이번에 발사된 제임스 웹 우주망원경이 빅뱅초기의 별과 은하를 관측하여 빅뱅이론의 실체를 밝혀주고, 인간이 거주할 수 있는 또 다른 행성들을 발견하여, 우주를 향한 우리의 꿈을 더욱 구체화할 수 있는 역할을 해주길 고대해본다.

138억년 전이라 하던가?

잔뜩 긴장했던 하늘에서
하나의 점이 폭발하여 
어둠을 밝히는 빛이 되었다

은밀한 어둠의 한가운에서
튀쳐나온 복사에너지들은 
끼리끼리 수소와 헬륨들로 모여
수군수군거리며 암흑에너지로 집을 짓고
별과 별 사이에 다리를 놓아 
반짝이는 미리내를 만들었다

은하수들은 칠흑의 어둠을 뚫고
빛과 파동으로 내통하며
서로 연락하고 안부를 물어
둥근 해와 그믐달도 토해내며
우주와 천지의 한울에 그림을 그렸다

하정열 칼럼니스트

press@interview365.com

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