천문학 이야기

인간이 가진 어휘로는 결코 표현할 수 없는,
천문학적인 시공간의 이야기

우주로 떠나기 전에 우리가 지금 발 딛고 있는 지구부터 알아보자. 현재 우리는 어제와 같은 시간에 있었던 곳에서 250만 킬로미터 떨어져 있다는 사실을 아는가? 바로 지구의 공전 때문이다. 지구는 총알보다 50배나 더 빠른 속도로 태양 주위를 돌고 있는데, 이 속도는 1초에 에베레스트산을 세 번 오를 수 있을 정도다. 하지만 이 엄청난 속도로도 태양을 한 바퀴 공전하는 데 1년이 걸린다. 그런가 하면 태양 속에는 지구를 100만 개나 넣을 수 있으며, 이렇게 질량이 큰 태양은 초음속 비행기로 150년이 걸리는 태양계의 끝자락 해왕성까지 강력한 중력으로 끌어당긴다.

태양계를 넘어 우리 은하로 가면 우리의 뇌가 당최 수치화할 수 없는 영역이 된다. 우리 은하는 질량이 태양 질량의 1조 5,000억 배이며 항성을 2,000억 개 포함하고 있다. 이 항성 숫자는 구름 속에 존재하는 물방울 숫자와 같다. 우리는 말 그대로 별구름 속에 산다. 모래 한 알을 집어 밤하늘에 갖다 대면 가려지는 면적의 우주에는 항성 수십억 개로 가득 찬 은하가 적어도 1만 개 있다고 한다.

시간은 또 어떠한가. 칼 세이건이 제안한 대로, 우주의 일생을 1년짜리 달력으로 요약하면 인간은 12월 31일 자정이 되기 고작 4분 전에 등장한다. 이에 대해 저자 팀 제임스는 우주의 공간과 시간은 우리 인간이 가진 언어로는 결코 표현할 길이 없을 만큼 ‘천문학적(astronomical)’이라고 말한다. 그렇다면 이토록 천문학적인 우주에 비해 너무나도 시시한 인간은 그 세계를 어떻게 파헤쳤을까.

탈레스부터 갈릴레이를 거쳐 아인슈타인과 호킹까지
우주의 신비를 파헤친 천재들의 이야기

고대 바빌로니아인들의 점성술에서 시작된 인류의 천문학은 기원전 6세기 밀레투스 출신의 학자 탈레스에 이르러 과학의 형태로 태동한다. 인류 최초의 천문학자로 불리는 탈레스는 세심한 기록을 통해 일식을 예측해냈고, 한 달을 30일, 1년을 365일로 나누기까지 했다. 그 이후로 플라톤과 아리스토텔레스를 비롯한 고대 그리스 학자들은 별의 위상과 운동 주기를 관찰하고 태양계의 다섯 행성에 헤르메스(수성), 아프로디테(금성), 아레스(화성), 제우스(목성), 크로노스(토성)라는 이름도 지어주었다. 이들을 통틀어 ‘방랑자’를 뜻하는 ‘플라네테스(planetes)’라 불렀는데, 행성(planet)에 관한 아이디어도 이 시기에 등장한 것이다. 그러나 모두가 알다시피 천문학은 그 후 암흑기에 빠졌고, 우리에게 익숙한 과학 천재들의 이름은 천 년 이상의 세월이 지나서야 등장한다.

르네상스 시대에 이르러 우리는 코페르니쿠스, 케플러, 갈릴레이 등 지동설의 개척자들을 만나는데, 저자 팀 제임스는 단순히 그들의 업적을 소개하는 데 그치지 않는다. 지동설을 담은 자신의 책을 죽기 직전에 발표한 코페르니쿠스, 애완 사슴을 계단에서 굴러 떨어뜨려 죽여버린 괴짜 천재 티코 브라헤, 브라헤의 자료를 빼내 코페르니쿠스 모델을 완벽하게 증명한 케플러, 교황을 비꼰 소설을 써서 은유적으로 교회에 맞선 갈릴레이 등등, 우주의 진실을 밝히기 위해 고군분투했던 당시 학자들의 고난과 이를 극복해내는 그들의 재치를 다양한 에피소드로 들려준다.

이어서 등장하는 근현대 과학자들의 이론들, 이를테면 아인슈타인의 일반상대성이론, 양자역학, 사건의 지평선, 중력렌즈, 우주 상수, 호킹 복사 이론, 끈 이론 등등 궁금하긴 했지만 섣불리 이해하기 어려웠던 물리학이나 우주과학 이론들도 팀 제임스만의 쉽고도 유머러스한 설명으로 어렵지 않게 이해할 수 있다. 그의 연대기적 설명을 따라가다 보면, 알베르트 아인슈타인과 스티븐 호킹이 얼마나 대단한 인물인지를 확실히 알게 될 것이다. 특히 아인슈타인의 일반상대성이론이 발표된 1915년 이래, 지난 100여 년이 상대성이론의 예측을 후대 과학자들이 실제로 증명해낸 시간임을 깨닫는 순간, 위대한 천재의 존재에 절로 감탄할 것이다.

블랙홀, 홀로그램 우주, 외계 생명체, 쿼크 별, UFO 등등
우주의 미스터리가 슬며시 풀리는 지식 여행

SNS, 방송, 신문 등 매체를 가리지 않고 과학 대중화에 힘쓰는 과학 전도사 팀 제임스. 그는 빅뱅, 블랙홀과 화이트홀, 홀로그램 우주, 외계 생명체, UFO 등등 우리가 늘 궁금했던 우주의 수수께끼를 그만의 재치 넘치는 스토리텔링으로 설명해준다. 그가 툭툭 던지는 유머를 읽다 보면 마치 스탠드업 코미스 쇼에 참석한 듯한 착각에 빠진다. 도대체 우주는 왜 자꾸 팽창하는지, 빅뱅은 정말 신의 존재를 증명하는지, 지구 너머에 생명체가 사는 행성은 과연 있는지, 명왕성은 어쩌다 행성의 지위를 잃었는지 등등 쉴 새 없이 떠드는 팀 제임스의 이야기를 듣다 보면 당신의 궁금증이 슬며시 지식으로 바뀔 것이다.

천문학사에서 빼놓을 수 없는 인물이자 허블 우주 망원경의 주인공인 에드윈 허블은 “인간은 오감을 발휘하여 자신을 둘러싼 우주를 탐험한다. 우리는 이 모험을 과학이라 부른다”라고 말했다. 오감을 발휘해 밤하늘을 보라. 1,000년 전 우주 어디선가 쏘아올린 별빛이 당신의 눈에 들어올 것이다. 그 빛을 발견했다면 이제 우주로의 지식 여행을 떠날 시간이다. 팀 제임스의 『천문학 이야기』와 함께!