『모든 것의 기원』을 읽다.

데이비드 버코비치(David Bercovici) 지음, 박병철 옮김(2017), 『모든 것의 기원 - 예일대 최고의 과학 강의』, 서울: 책셋ㅇ, 초판1쇄 2017. 10. 25. 초판3쇄 2017. 12. 20.

 

2023년 7월 21일에 예일대 최고의 과학 강의라는 부제가 붙은 『모든 것의 기원』을 읽었다. 이 책은 David Bercovici(2016) 『The Origins of Everything in 100 Pages More Or Less』의 번역본이다. 저자의 말에 의하면 이 책은 예일대학교 학부생들을 대상으로 ‘Origins of Everything'이라는 썰렁한 간판을 걸고 한 학기 동안 진행된 세미나를 엮은 것이라고 한다. 세미나의 목적은 검증 가능한 커다란 가설을 통해 학생들에게 과학을 가르치는 것이었다고 한다.

 

지구물리학자인 저자는 현재까지의 우주의 역사를 통해 별과 원소의 기원과 생명의 기원 등을 설명하고 있다. 우주의 구조와 거기에 존재하는 모든 물질의 특성은 빅뱅 후 1분 이내에 일어난 일련의 사건에 의해 결정되었다고 한다. 저자가 소개한 우주의 역사를 보면, 빅뱅 후 10E-43초(10의 마이너스 43승 초) 기간인 플랑크 시대를 지나 10E-35초까지의 인플레이션 시대에 우주는 10E70(10의 70승)배 가까이 커졌고, 최초의 물질인 커크(Quark)라는 소립자로 이루어진 스프 형태였다고 한다. 10E-5초까지의 강입자 시대에 커크에 의해 양성자와 중성자가 탄생했고, 10E-5~1초 사이의 렙톤 시대에 랩톤이 생산되었다고 한다. 1~100초 사이에 원자핵이 만들어지고 1초부터 10만년까지는 우주 전체가 광자로 가득차 있었다고 한다. 38만년까지 물질시대를 지나 3억년까지의 암흑시대를 지나고 10억~30억년 사이에 대부분의 은하가 탄생했다고 한다.

 

저자는 빅뱅이 정말로 일어났는가라는 질문에 그렇다라고 말하며, 빅뱅을 입증하는 관측 자료가 있으니 믿을 수밖에 없다고 한다. 지금까지 알려진 우주의 정확한 나이는 138억년이라고 한다. 우주에 존재하는 질량과 에너지의 70%는 암흑에너지이고, 25%는 암흑물질이 차지하고 있다고 한다. 별과 행성, 인간 등 우리에게 친숙한 물질은 5%에 불과하다고 한다. 우리의 몸을 이루고 있는 모든 원자들은 과거 어느날 별에서 만들어진 것이라고 한다. 다만 물에 포함되어 있는 수소는 빅뱅 직후에 만들어졌다고 한다. 이런 이유로 저자는 우리가 별의 직계후손이라고 말한다.

 

우리의 태양계는 지금으로부터 약 50억년 전 즉, 우주가 탄생되고 무려 90억년이 지난 시점에 형성되었다고 한다. 현재 태양계에는 8개의 행성과 160여 개의 위성이 존재한다고 한다. 태양계의 핵심요소인 질량, 에너지, 각운동량 등은 태양과 목성이 거의 싹쓸이 해갔다고 말한다. 또한, 지구와 같이 조그만 행성이 무슨 수로 분수에 맞지 않게 달처럼 거대한 위성을 거느리게 되었는지는 아직도 미궁이라고 한다.

 

제4장부터는 지구의 역사와 문명사를 이야기하고 있다. 지구는 크기에 비해 자기장이 내우 강한 편이라고 하며, 지구의 자기장은 달까지 영향을 미친다고 한다. 놀랍게도 수십만년을 주기로 N극과 S극이 갑자기 뒤바뀐다고 한다. 지구의 표면은 가장 큰 태평양판을 비롯하여 약 12개의 지질구조판으로 덮여 있어서 기후가 크게 변할 때마다 한계를 넘지 않도록 안전장치 역할을 해왔다고 한다. 지구는 시속 1700km라는 고속으로 자전하고 있다.

 

밀루틴 밀란코비치(Milutin Milancovitch)의 이름을 딴 밀란코비치 주기를 소개하고 있다. 지구의 자전축과 공전궤도의 운동 때문에 수천년을 주기로 지구에 빙하기가 찾아온다는 것이다. 첫 번째 주기는 26,000년 주기로 지구 자전축이 돌고 있는 세차운동 때문에 북반구에서 서기 13,000년의 1월은 겨울이 아닌 여름이 된다고 한다. 두 번째 주기는 40,000년 주기로 자전축이 공전면에 대해서 22.5도~24.5도로 변화한다고 한다. 세 번째 주기는 약 10만년의 주기로 공전궤도의 이심률이 변한다고 한다. 그동안 지구는 2만년에서 10만년을 주기로 빙하기가 찾아왔다고 하며, 마지막 빙하기는 12,000년 전에 찾아왔고, 그 직후에 인류 문명이 태동했다고 한다.

 

6,500만 전에는 멕시코의 유카탄 반도에 직경 10km짜리 소행성이 떨어져 공룡이 멸망하였다. 약 3천만년 전에 꼬리가 없는 원숭이가 탄생했고, 개략 1,800만년 전에 대형유인원과 소형 유인원으로 분리되었다. 대형유인원은 오랑우탄과 고릴라로 분리된 후 700만년 전에 최종적으로 침팬지와 인간으로 분리되었다고 한다. 다른 종의 씨를 말리는 기술은 인간이 단연 챔피언이라고 한탄하고 있다.

 

인류의 문명은 약 7,000년 전에 메소포타미아 남부의 수메르(지금의 이라크 근처)에서 최초로 탄생했다고 한다. 지금으로부터 7,000년 전에 일어났던 흑해의 범람이 크게 역할을 했다고 소개하고 있다. 홍적세 말기에 유라시아를 덮고 있던 얼음이 녹아 지중해로 흘러들었고, 흑해는 더운 날씨 때문에 서서히 물이 증발하여 지중해와 흑해의 수위 차가 140m까지 벌어졌다. 성경에도 기록되어 있는 대홍수로 지중해의 짠물이 흑해로 유입되면서 흑해 연안에 거주했던 인도-유럽어족, 셈족, 우바이드족 등 다양한 인종들이 메소포타미아로 모여들어 최초의 문명도시 수메르를 건설하였다고 한다.

 

우리는 지구의 자장과 태양은 물론이고 목성과 달의 영향을 크게 받는 것이 확실하다. 목성의 자전속도 즉, 하루는 9.8시간이다. 태양도 11년을 주기로 밝기가 변한다고 한다. 명리학의 대운 단위 10년과도 연관이 있을 듯하다. 우주의 시작부터 인류에게 영향을 주는 것들에 대해 많은 정보들을 배울 수 있는 좋은 책이다.