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나는 책 몇권 딸랑 깔짝거려본 문돌이에 불과하기에 이에 대한 지식이 깊지는 못해 ㅠㅠ
그래도 상식적으로 알아두면 좋겠다 싶은 부분을 소개해볼까 싶어.
내가 읽었던 서적들은 거진 다 8~90년대 출판된 것들이라 좀 낡은 것일 수가 있어.
이런 부분은 댓글로 지적해주거나 너그러이 봐주었으면 한다.
1. 지구형 행성과 목성형 행성.
우리가 사는 이 지구는 태양계 안에 속해있어. 이건 상식이지?
태양계는 항성인 태양을 중심으로 하여 수,금,지,화,목,토,천,해,명 의 행성들로 구성되어 있어.
(명왕성은 최근에 행성목록에서 삭제된 모양이야. 좀 많이 특이한 놈이거든. 이건 밑에 약술해둘게.)
이 행성들은 크게 지구형과 목성형으로 나눌 수 있어.
수성, 금성, 지구, 화성 이렇게 태양계 안쪽의 4개는 지구형 행성.
그리고 그 밖에 있는 목성, 토성, 천왕성, 해왕성은 목성형 행성으로 분류되지.
기본적으로 지구형 행성들은 딱딱한 암석재질이야.
사이즈와 질량은 좀 작은 편이지만, 대신에 밀도가 상당히 높은 편이지.
바다로 뒤덮인 푸른 빛의 지구나
붉은 빛이 감도는 황량한 화성.
모두들 암석재질로 된 행성들이지.
반면에 목성형 행성들은 사이즈가 엄청나게 거대해.
딱 봐도 사이즈 차이가 느껴지지?
이들은 행성 대부분이 가스로 구성되어 있어. 때문에 밀도는 꽤나 낮은 편이지.
이게 뭔소린고 하면....토성을 예로 들어보자면, 토성을 물 위에 올려놓으면 둥둥 뜰 거라는 소리야.
이런 행성들은 수소 헬륨 등등의 가스로 이루어진 데다 그 온도도 굉장히 낮은 상태야.
때문에 아마도 액체상태의 수소로 이뤄진 바다가 있겠지.
자기장 때문에 무서울 정도로 커다란 번개가 휘몰아칠 테고.
왜 이렇게 나뉘게 되었을까.....
가장 큰 이유는 바로 태양과의 거리겠지.
수성 금성 지구 화성은 비교적 태양에서 가까이에 있어.
헌데 화성을 넘어서 목성부터는 그 거리가 갑작스레 늘어나거든.
화성은 태양으로부터 대략 2억 2천만 km 떨어져 있어. 그안에 수성 금성 지구가 다 들어있지.
반면에 화성 다음에 있는 목성은 태양과의 거리가 7억 7천만km가 넘어.
그러다보니 온도는 지구 등에 비해 엄청나게 낮은 상태야.
게다가 태양에서 시시각각 불어닥치는 태양풍도 목성근방에 가면 크게 약해지게 마련이지.
때문에 목성은 가스를 비롯한 기체들이 그대로 남아 행성을 이룰 수 있는 거고.
2. 티티우스&보데의 법칙. 소행성대의 발견.
위 1번에서 목성의 거리에 관해 알아보았지?
수~금~지~화는 거리가 고만고만한데, 그 밖에 목성부터는 갑자기 거리가 확~~~늘어나버려.
뭔가 이상하지 않아?
천문학자들도 이점에 대해 꽤나 흥미를 가졌어.
그러던 중 1772년에 티티우스라는 사람이 재미있는 법칙을 발견해낸다.
그 당시에는 토성까지만 발견된 상태였거든?
헌데 각각의 행성들과 태양의 거리를 비교해보니 어떤 공식이 도출되는거야.
이 법칙에 따르면 태양에서 각 행성간의 거리를 예상할 수 있는데, 이는 실제 거리와 거의 정확하게 일치했어.
오차가 1~2%에 불과하였거든.
처음에는 아무도 이걸 믿지 않았어.
뭔가 자연법칙에 따라 발견해낸게 아니라, 단순히 태양과 행성들의 거리를 나열하다 발견한 규칙이었으니까.
헌데 얼마후인 1781년. 윌리엄 허셜이 천왕성을 발견하는데, 이것도 저 법칙에 딱 맞아떨어진다;;
티티우스가 발견하고 보데가 정리한 법칙이라, 이것은 티티우스&보데의 법칙이라 이름붙여져.
그런데 여기엔 뭔가 재미있는 부분이 있었어.
수성 금성 지구 화성까지는 정상적으로 규칙이 진행돼.
그 밖의 목성 토성 천왕성도 마찬가지고.
헌데 화성과 목성 사이에는 뭔가 비어있는거야.
티티우스 보데의 법칙에 따르면 화성과 목성 사이에는 무언가 행성이 하나 더 있어야 하는데,
실제로는 아무 행성도 발견되지 않은 거지.
그래서 천문학계에는 커다른 붐이 일어난다. 화성과 목성 사이에 있어야 할 미지의 행성을 찾자! 하는 거지.
결국 뭔가를 발견하긴 했는데.....사이즈가 좀 작았어. 이건 세레스 라는 이름이 붙여졌지.
헌데 세레스 말고도 딴게 발견되었다. 그건 팔라스라는 이름이 주어졌고.
여기서 끝이 아니야. 주노 베스타 등등........사이즈 좆만한 놈들이 잔뜩 발견되는거야;;
이게 바로 소행성대란 거야. 쥐좆멘한 사이즈의 소행성들이 떼지어 몰려있는 곳이지.
이후에 해왕성이 발견되면서 티티우스 보데의 법칙은 결국 깨어지고 말아. 단순한 우연이었던 거지.
허나 기막히게 잘 들어맞은 우연인 데다가, 천문학에 커다란 붐을 몰고온 사건임에는 틀림없어.
3. 로시의 한계.
자......다시 목성사진을 한번 볼까?
볼때마다 조~~~~~온 나게 크지?
비록 밀도는 물위에 뜰까말까 한 수준으로 낮지만, 사이즈가 무시무시하게 크다보니 질량또한 굉장하지.
때문에 목성은 지구에 비해 훨씬 강한 중력을 갖고있어.
근데......목성 주변의 위성들은 어떨까?
목성에 가까우면 가까울수록 목성은 강력한 중력으로 위성들을 끌어당길거야.
그래서 어떤 위성은 뻑하면 화산이 폭발하는 불구덩이가 되어버렸고,
어떤 위성은 얼어붙은 바다가 목성의 힘 때문에 조각조각 깨져버리기도 하지.
엥간한 위성들은 이미 수억년 전에 목성에 끌려들어갔을 터.
이 중력을 버텨내려면 강력한 원심력이 필요해.
간단한 이야기야. 네가 무언가를 손에 들고 빙빙 돌린다 생각해봐.
가벼운 것을 들고 천천히 돌리면 괜찮겠지만, 무거운 걸 들고 빠르게 돌린다면 어찌될까?
팔이 뽑힐듯한 고통을 느끼게 될거야.
바로 원심력 때문이지.
도는 속도가 빠를수록 원심력의 힘은 커져.
목성의 위성들은 빠른 속도로 목성 주위를 돌고있어.
거기서 나오는 원심력 덕분에, 목성의 무서운 중력에 잡아먹히지 않고 있는거지.
헌데 여기서 조금 더 생각해보자.
목성은 안으로 당기고....원심력은 밖으로 나가려 하고.....
이 힘들이 커지면 어떻게 될까? 위성이 과연 버텨낼 수 있을까?
어느정도까지는 버텨낼 수 있을거야. 허나 목성에 너무 가까이 있다면?
중력이 노무노무 쎄니까 원심력도 그만큼 강해야겠지?
근데 양방향으로 가해지는 이 힘들이 너무 쎄다면?
위성은 버텨내질 못하고 산산이 박살이 나버려.
바로 이걸 로시의 한계라 부른다.
4-1. 사건의 지평선 1
이번엔 블랙홀로 주제를 옮겨볼게.
블랙홀이 뭔지는 다들 알거야. 우주에 뚫려있는 검은 구멍. 모든것을 빨아들이는 무서운 공간.
거대한 별이 그 수명을 다하면 초신성. 또는 극초신성이 되면서 무서운 폭발을 일으켜.
동시에 내부의 핵은 수축을 시작하는데......어느정도 수축되면 멈추는게 정상이야.
근데 별의 사이즈가 노무노무 크다면?
중력도 마찬가지로 노무노무 강하겠지?
본래대로라면 축퇴압 때문에 수축이 멈춰야 정상인데......
이런 경우라면 중력이 축퇴압마저 이겨버려;;
그럼 다 쌩까고 수축이 계속되어버리는 거지;;
이게 무슨 일인가 예를 들어본다면.....주사위 알지? 가로 세로 높이 1cm의 주사위.
그 주사위의 무게가 몇억톤을 훌쩍 넘어버리는 불상사가 생긴다는거야;;
그러다보면 더이상 중력을 막아낼 힘이 없게 되어버려.
중심부를 향해서 모든 것이 끌려들어가는거지.
중심부 근처는 중력이 노무 강해서 빛조차 빠져나올 수 없기에, 밖에서 보면 그냥 아무것도 없는 새까만 구멍으로 보이게 돼.
이것이 바로 블랙홀이야.
블랙홀로 가까이 가면 갈수록 중력은 강력해지겠지.
그러다 어느지점이 되면 빛조차 빠져나올 수 없는 지점이 있어. 여기를 사건의 지평선이라고 부른다.
그 안에서 일어나는 사건은 결코 볼 수 없다하여 붙여진 이름이거든.
4-2. 사건의 지평선 2
위에서 블랙홀이 뭔가. 사건의 지평선이 뭔가 간략히 알아보았어.
여기선 그에 관한 재미있는 걸 생각해볼거야.
사건의 지평선 밖. 노짱과 우리 일게이가 서있다고 가정해봐.
우리들의 노짱은 검찰의 수사망이 점점 좁혀오자,
"아! 내가 받았다!" 하는 외침과 함께 블랙홀 안으로 도망치기 시작했어.
그 즉시 노짱은 블랙홀의 중력에 끌려들어가기 시작하지.
근데 사건의 지평선으로 가까이 갈수록.....노짱의 속도는 느려지기 시작해.
처음엔 1/2배속으로 느려지더니.....점점 1/3배속 1/4배속으로 느려지는거야.
사건의 지평선으로 갈수록 점점 느려지는 거지. 마치 슬로우모션처럼.
노짱의 외침 또한 이상하게 들려와.
아! 내가아아......바.......아......앋................아....................았..............................ㄷ......................................................
이런 식으로 말이지.
밖에서 우리 일게이는 불쌍한 노짱을 보며 발을 동동 구르지만,
노짱은 사건의 지평선으로 다가가기만 할뿐, 점점 느려지면서 결코 도달하지 못해.
허나......밖에서 우리가 보는것과 달리 노짱의 운명은......
블랙홀에 뛰어든 즉시 무서운 중력에 붙잡혀 버려.
그리고는 블랙홀의 중심부. 특이점을 향해 끌려들어가겠지.
노짱의 운명은 과연 어떻게 되었을까......... 특이점에서는 우리가 아는 모든 법칙이 쓸모없을테니.....
블랙홀의 조력에 의해 흔적도 없이 인수분해 당했을까....
아니면 다른 우주의 화이트홀로 빠져나오게 되었을까....
5. 플랑크 시간
이건 조금 다른 이야기인데, 위에 적은 노짱 이야기를 쓰다 떠올라서 추가해봤어.
빅뱅이 뭔지는 다들 알지?
태초에 우리우주는 모든 것이 한 점에 모여있다가, 대폭발(빅뱅)에 의해 사방으로 퍼져나가기 시작했고,
아직도 팽창하고 있다는 것이지.
헌데 우리가 알 수 있는 것은 빅뱅으로부터 0.000000000..........000000000000001초 (0이 총 43개) 가 지난 이후의 일들이야.
빅뱅순간부터 0.000000........0000001초 동안을 물리학자 막스 플랑크의 이름을 따서 플랑크 시간이라고 불러.
왜 이걸 적었는고 하면 플랑크 시간은 블랙홀의 특이점과 마찬가지로, 우리가 아는 모든 상식이 무너지는 곳이거든.
시간....공간...이런게 아무런 의미를 갖지 못해.
과연 무슨 일이 있었는가? 언젠가 인간의 과학으로 밝혀낼 수 있는 날이 올지도 모르지.
이런 부분을 읽다보면 나도모르게 신이란 게 과연 존재하는가? 하는 의문이 들기도 해.
개슬람 같은 놈들이 일컫는 사람의 탈을 뒤집어쓴 가짜신이 아니라, 스피노자가 말했던 신.
Deus sive Natura. (신은 곧 자연이다.)
인터스텔라를 보고와서 갑작스레 이런 뻘글을 휘갈겨보았어.
문돌이의 얄팍한 지식으로 늘어놓은 잡학에 불과하지만.....
이런 재미있는 부분이 있다는 걸 알아주었으면 하는 마음이야.
보이는 것. 들리는 것만을 믿는게 아니라,
모든것을 끊임없이 의심하고 생각하고 상상하는것이야말로, 진정한 과학이며 SF의 묘미가 아닐까 하는 생각이 들어.