칼 세이건 코스모스(6): 여행자가 들려준 이야기

"세상은 단 하나의 세계로만 존재할까, 아니면 다중의 세계일까? 이것이야말로 자연 탐구에 있어서 가장 고상하고 가장 소중한 질문의 하나일 것이다."

 

13세기 도미니코회 수도사였던 알베르투스 마그누스의 말로 6장을 열었습니다. 당시 기독교 세계관이 전부였고 믿음을 강조하며 목숨처럼 지켰던 수도사가 이런 상상을 했다니 놀랍습니다. 아리스토텔레스의 글에 주석을 달았으며 수도사이자 신학자, 자연학, 수학에도 폭넓은 교양을 지녔던 사람, 지금도 다중 우주론에 대해 상상하기가 쉽지 않은데 천동설이 지배적이던 시대에 이런 상상을 펼쳤다는 것이 정말 믿어지지 않습니다. 현재도 미래에 사람들이 놀랄만한 상상력을 발휘하는 사람이 있겠죠?

 

  "새로운 진리의 아버지인 시간은 우리 조상들이 알지 못했던 많은 사실을 우리에게 밝혀 주었던 것처럼 현재 우리가 갈구학나 알지 못하는 것을 우리 후손에게 드러내 보일 것이다."

  17세기 영국 성공회 성직자이자 자연철학자였던 존 윌킨스, 그는 왜 하나님께서 알려주신다고 하지 않고 시간이 지나면 가려진 것들이 드러난다고 표현했는지 모르겠습니다. 

  칼 세이건이 선택한 두 사람은 공교롭게도 철저하게 교육받은 성직자이자 신학자들이었음에도 불구하고 자신들의 신앙을 조금은 벗어난 철학적 사고의 글들이라 조금 놀랍습니다. 

 

이 두 사람의 사려깊은 글은 지금도 유효하며 우리의 생각과 현실은 수백년이 지났지만 비슷한 것 같습니다. 

 

  20세기 중반, 인류는 우주의 바다를 항해하기 시작한 시대였습니다. 무인 우주선은 기막히게 잘 설계된 고도의 지능형 로봇이었습니다. 수백만 개의 복잡한 부품들이 조립된 우주선이 2년 동안 우주 공간을 비행해서 아무런 이상없이 기능을 수행한다는 것은 정말 놀라운 일입니다. 보이저 2호는 그렇게 목성권에 진입했습니다. 태양 빛 에너지를 동력원으로 사용하지 못했던 보이저 2호는 소형 핵 발전소를 활용해서 공급받았습니다. 그리고 통합 컴퓨터 3대와 함께 온도 제어 시스템 설비들이 탑재되어 있고 지구에서 보내는 명령을 수신하고 탐사 결과들을 지구로 송신하는 임무를 맡았습니다. 보이저 계획에서 가장 큰 성과는 두 대의 텔레비전 카메라가 태양계 외곽에 외로이 떨어져 있는 행성들의 생생한 모습을 수만 장 담아 지구로 보내준 것입니다. 얼마나 놀랍고 감격스러웠을까요? 우리가 지구에서는 상상도 할 수 없고 볼 수도 없는 장면을 인간 대신 짙은 어둠의 벽을 뛰어 넘어 가서 보여주다니...  당시 컴퓨터는 거의 걸음마 수준이었기 때문에 사실 컴퓨터보다 계산기에 가까웠는데 그런 기술수준으로 이런 결과를 만들어 냈다니 놀라울 뿐입니다. 

  보이저 1호는 목성 주위에 고체 입자들로 이루어진 고리가 있다는 것을 알려줬고 보이저 2호는 그 고리를 무사히 넘어갔습니다. 그리고 목성의 위성들을 지나 토성에 도착하고 토성의 중력을 이용해서 천왕성, 해왕성까지 날아가면 점차 태양계를 벗어나게 됩니다. 

  보이저호는 당초 1977년 8월과 9월에 각각 발사될 때 목성과 토성을 탐사하는 4년 프로젝트로 출발했지만 1989년 성간우주 탐사로 목표가 전환돼 42년째 탐사 활동을 이어가고 있습니다. 보이저2호는 1호보다 열흘 앞선 8월 25일 발사됐으나 천왕성과 해왕성까지 탐사하느라 보이저1호보다 6년 늦게 성간우주에 들어섰습니다.

  현재 보이저1호는 태양에서 약 220억㎞, 보이저2호는 182억㎞ 떨어진 곳을 비행 중이다. 보이저 2호가 있는 곳은 빛의 속도라고 해도 16.5시간이 걸리는 거리만큼 멀리 떨어져 있습니다. 보이저 1,2호는 모두 프루토늄-238의 자연 반감을 통해 열을 생산하고 이를 전기로 바꿔 동력으로 이용하는데 전력생산량이 점점 떨어지는 상황이라 앞으로 5년 이상은 더 지탱할 것으로 예상되지만 보이저호가 수명을 다한 뒤에는 당분간 성간우주에 진입할 탐사선이 없어 이들의 수명을 하루라도 더 연장하기 위해 NASA 과학자들이 안간힘을 쓰고 있다고 합니다. 태양계를 벗어난 우주선... 상상만으로 인류의 멋진 도전이 아닐 수 없습니다. 

  칼 세이건은 우주항해의 시대를  15세기부터 시작된 대항해시대와 비교합니다. 당시 인간의 야망과 탐욕, 국가 간의 경쟁, 종교의 맹목적 광신, 죄수의 대량 사면, 과학적 호기심, 모험과 탐험에 대한 욕구로 인해 유럽의 몇 국가들은 앞을 다투어 새로운 지역을 찾아나섰습니다. 미지의 세계를 발견하기 시작했고 드디어 지구의 모습을 알아낼 수 있게 되었습니다. 그리고 우리가 누구인지 알아가기 시작했습니다. 칼 세이건은 대항해 시대에 활약한 나라들 중 네덜란드를 아주 비중있게 다루고 있습니다. 사상의 자유를 존중한 네덜란드는 갈릴레오의 지동설을 지지하며 그를 교수로 초대하려고까지 했습니다. 그리고 이런 열린 사고는 또 다른 미지의 세계로 나아가는데 아주 큰 원동력이 되었습니다. 네덜란드인들은 기술과 과학을 존중했으며 발명가와 과학자들을 제대로 평가하고 예우해 주었습니다. 수천 년 동안 의심 없이, 고집스럽게 받아들여졌던 주장들을 지적하고 과감하게 수정하는 사상적 개혁도 함께 이루어졌습니다. 열린 사고는 역동적으로 지구 탐험을 시도할 수 있게 했습니다. 

  칼 세이건은 여기서 네덜란드의 물리학자이자 천문학자인 하위헌스에 대해 아주 자세하게 언급하고 있는데 당시에 그가 생각한 것들을 상당히 높이 평가하는 것 같습니다. 하위헌스는 소독한 물에서도 미생물이 서서히 증식하는 현상을 관찰했고 생명의 자연 발생설에 대한 생각을 펼쳤습니다. 그리고 병이 세균에 의해 생긴다는 의학적 판단도 놀라운 것이었습니다. 다. 또한 현미경과 망원경들을 설계하고 새로운 발견을 많이 해서 금성이 구름으로 뒤덮여 있다는 사실도 밝혀냈습니다. 화성의 자전주기가 지구와 비슷한 24시간 정도라는 것까지 측정하는데 성공했습니다. 이 뿐만 아니라 토성이 여러 겹의 고리로 둘러싸여 있고 그 고리가 토성 표면과 접촉하지 않는다는 사실을 처음으로 확인했습니다. 1655년 토성의 위성 중 가장 큰 위성인 타이탄도 그가 발견했다. 이러한 발견과 업적을 20대에 모두 이룩했다니 하위헌스는 칼 세이건이 놀랄 만한 천문학자였습니다. 

  그리고 별자리를 통해 위도의 변화를 알아내는 것은 그리 어렵지 않았지만 시간의 흐름을 추적해야 하는 경도를 알아내는 것은 어려운 일이었습니다. 이 문제를 진자의 주기를 이용하고 균형을 잡아 주는 나선 모양의 용수철을 발명하여 항해용 시계의 정확도를 차원이 다르게 발전시켰다고 합니다. 그의 이러한 업적들은 우주를 좀 더 정확하게 상상하게 만들었으며 우주에는 수많은 태양이 존재하고 지구와 같은 행성들과 외계의 생명체가 존재할 것이라는 사고를 전개하게 하였습니다. 눈에 보이는 거라고는 하늘, 그 하늘에 보이는 것은 해와 달, 별들 뿐인 그 공간을 물끄러미 바라보거나 상상의 나래를 펼쳤을 사람들, 그들에게 그 공간의 참 모습을 알려준 우주를 사랑한 사람들이 있었던 것입니다. 지금처럼 사진이나 영상으로 확인할 수 없었던 시기에 천문학자들이 들려주는 우주에 대한 이야기는 어떻게 받아들여졌을까요? 마치 아직은 확인할 방법이 없는 사후세계에 대한 이야기를 듣는 기분이었을까요? 

  칼 세이건은 왜  네덜란드, 그리고 네덜란드의 천문학자 하위헌스에 대해 자세히 언급했는지에 대한 설명은 하고 있지 않지만 그들의 열린 사고에 대해 우리가 숙고하고 통찰력을 가지기를 바라는 마음이 담겨있지 않았나 생각해 봅니다. 인간은 매우 지능적이고 이성적인 것 같지만 비합리적이고 비이성적인 판단과 행동을 하는 존재입니다. 무지함의 벽에 갇히면 스스로 헤쳐 나올 능력도 없고 아집과 편견, 몰이해의 늪에서 허우적 거리며 살아갑니다. 그리고 우주의 거대한 장막에 갇혀 그 너머를 상상하는 것조차 버거운 존재이기에 우리는 우리가 알고 있는 모든 사실들, 진리라고 굳게 믿는 사실들에 대해서도 항상 열린 마음으로 변화를 받아들일 자세를 가져야 합니다. 네덜란드 암스테르담 자유대학교에 간 적이 있었는데 그곳에서는 다른 사상을 가진 학파가 함께 교류하며 연구하고 있었고 심지어 대립하고 있음에도 학습과 연구 공간을 가까이 두어 서로 소통할 수밖에 없도록 만들어 놓았습니다. 놀랍기도 했지만  그것이 현명한 것이며 어쩌면 당연한 것 같았습니다. 현재 여러 예민한 사회적 문제들에 있어서도 네덜란드가 한 걸음 앞서서 법을 개정하고 사회 문화를 선도하는 모습들이 있는데 그 이유가 그들의 열린 사고에서 나온 결과가 아닐까 생각되며 이 전통이 오래전부터 이어져 온 것이라니... 우리도 우주에 대한 지식, 과학에 대한 지식 뿐만 아니라 모든 분야에서 유연하고 열린 사고를 할 수 있는 사람이 되도록 노력해야 할 것 같습니다.  

 

  칼 세이건은 과거의 천문학자들이 들려주는 우주의 여행담을 들려준 후 이제 실제로 우주로 날아간 탐험대의 여행담을 소개해 줍니다. 예전 사람들은 우주의 이야기를 말로 해서 귀로 들었지만 이제는 눈으로 확인하며 들어보자며 귀가 아니라 눈으로 듣자는 제안이 흥미롭습니다. 우주 항해를 시작한 보이저호는 산산이 깨어진 수정구같이 금이 간 세상이나 북극에서 남극까지 온통 거미줄 같은 것들로 뒤덮여 있는 구형 천체의 이야기를 들려주는가 하면 감자처럼 생긴 작은 위성과 지하에 용암의 바다가 형성되어 있는 위성에 관한 이야기를 우리에게 들려줍니다. 지구의 1000배보다 큰, 지구와는 비교가 안 될 정도로 거대한 목성에 대한 놀라운 이야기를 들려줍니다. 그러면 어떻게 태양계 먼 곳에서 관측된 영상이 지구로 전송될 수 있을까요? 이 궁금증을 칼 세이건은 친절하게 해결해줍니다. 태양 광선이 목성과 목성 주위를 궤도 운동하는 유로파에 떨어지고 행성은 입사된 빛의 일부를 반사하여 우주 공간으로 다시 내보냅니다. 이렇게 반사된 빛의 일부가 보이저호에 실려 있는 텔레비전 카메라의 형광 물질을 자극함으로써 목성과 유로파의 이미지가 만들어집니다. 이렇게 만들어진 이미지를 보이저호에 장착된 컴퓨터가 읽어서 숫자 신호로 변환한 다음, 10억 킬로미터나 떨어져 있는 지구상의 전파 망원경으로 송출합니다. 그 신호를 스페인과 오스트레일리아 그리고 캘리포니아 모하비 사막에 있는 전파 망원경이 받아서 서로 연결해서 한 장의 인화지 사진이 우리 앞에 나타난다. 보이저 1호와 2호는 각각 1만 8000여 장이나 되는 사진을 지구로 보내왔습니다. 이렇게 완성된 사진들을 통해 우리가 본 광경은 정말로 대단한 것입니다.

 영원히 지구로 돌아오지 않을 보이저호가 들려주는 우주의 이야기는 역사에 길이 남아 보전될 것입니다. 

 

칼세이건은 보이저호를 유인 우주선으로 가정하고 함장이 되어 항해 일지를 예상해서 기록해 놓았습니다. 본인이 직접 우주 항해사가 되어 기록을 남겨 책을 읽는 즐거움을 더해주는데 그가 얼마나 우주 여행을 하고 싶어 하는지 그 마음이 전해졌습니다. 

 

  칼 세이건은 특히 갈릴레오의 4대 위성 중 하나인 이오에 반했다고 합니다. 이오라는 이름은 시몬 마리우스가 제안해 불리게 되었습니다.  보이저호가 보내온 자료에 의하면 이오는 다양한 색깔로 치장되어 있으며 표면에는 충돌흔적이 없었기 때문이었습니다. 그리고 활화산이 발견되었는데 우주로 뿜어내는 화산의 모습은 정말 가슴 설레는 장관이었고 완전히 새로운 광경을 보고 있는 것이었습니다. 이것을 목격한 칼 세이건은 갈릴레오와 하위헌스가 함께 봤다면 얼마나 감탄했을지 상상합니다. 그러나 그 입장은 칼 세이건에게도 적용됩니다. 현재는 이오보다 가까운 위성이 4개 더 있다는 것이 밝혀졌으며 보이저호 이후에도 갈릴레이 위성 등이 몇 차례 더 이오에 접근해서 정보를 수집했고 이오를 관측하기 위해 새프로젝트가 진행중입니다. 우리가 지구에 머무는 시간은 우주의 시간까지 비교할 것도 없이 우주를 탐험하는 역사에만 비교해도 순간에 불과한 것 같습니다. 그저 우리 시대에 밝혀진 새로운 사실에 열광하고 기뻐하는 것이 최선이 아닐까요? 후대에 더 정확하고 많은 사실들이 밝혀질 것이기에 현재 새롭게 밝혀진 사실들을 비관적으로 받아들이는 것이 더 어울리지 않을 것 같습니다. 현재에는 상상도 하지 못할 새로운 발견들이 미래에는 있을 것이지만 그 기쁨은 그 세대의 것이고 우리는 우리 시대의 새로운 정보들에 환호하고 어린아이처럼 기뻐하는 것이 바람직하며 그렇게 사는 것이 우리의 몫이지 않을까요?

  어쨌든 칼 세이건은 강력한 화산활동이 있을 것으로 예상되는 이오에 언젠가 과학 기술이 발전하여 인류가 직접 가게 될 것을 상상하며 설레임을 감추지 않습니다. 

 

  그리고 별이 되려다 실패한 비운의 목성으로 눈을 돌립니다. 목성은 적외선 대역에서 보면 스스로 빛을 내는 항성이라고 해도 큰 무리가 없을 정도이지만 가시광선 대역에서는 항성이라고 보기에는 부족합니다. 만약 목성이 태양과 같은 항성이 되는데 성공했다면 태양과 짝을 이루는 쌍성계가 되어 지구의 하늘에 두 개의 해가 있었을 것입니다. 우주에서는 이런 쌍성계가 흔하기 때문에 밤이 없는 행성이 아주 자연스럽고 아름답게 여겨졌을 지도 모릅니다. 만약 목성이 항성이 되어 태양과 쌍성계를 이루었다면 지구는 어떻게 되었을까요? 지구의 자연, 생명체들은 어떻게 되었을까요? 밤이 없거나 드물었을 지구는 어땠을 지 한 번 상상해 보는 시간을 가져보시길 바랍니다. 저도 알고 있는 온갖 지식을 총동원해서 상상해 봅니다. 

 항성이 되려다 실패한 비운의 목성의 내부 압력은 지구 표면 대기압의 300만 배로 추정되며 이 조건에서는 수소가 금속성 액체로 존재할 가능성이 커서 목성의 내부는 액체수소 바다가 있지 않을까 추측하고 있습니다. 그리고 목성은 강력한 전파신호를 보내며 밤하늘에서 유난히 빛나는 모습으로 우리와 함께 했습니다. 스스로 빛을 내는 항성이 될 뻔 한 목성은 태양계의 축소판처럼 위성들도 거느리고 있어서 앞으로 많은 연구가 더해지면 우리에게 많은 것을 가르쳐 줄 것이라고 합니다.

 

 목성보다 크기가 작다는 점을 제외하면 거의 비슷한 토성은 행성 고리가 아름답게 형성되어 있어서 훌륭한 장관을 보여줍니다. 태양계에서 목성에 이어 두 번째로 큰 토성 또한 1610년 갈릴레이에 의해 처음 관측되었으며 1656년 하위헌스에 의해 토성 주변에 고리가 있다는 것이 밝혀졌습니다. 태양에서 토성까지의 거리는 약 14억 km, 태양에서 지구까지의 거리의 10배나 되기 때문에 태양에서 받는 에너지가 매우 적습니다.

 목성의 위성중에서 관심을 사로잡은 이오가 있다면 토성의 위성 중에서는 단연 타이탄이 그 주인공입니다. 그런데 왜 타이탄에 관심이 집중되냐면 대기가 있을 것으로 추측되기 때문입니다. 그리고 풍부한 양의 유기 물질, 활화산 주위의 고온 상황 등이 존재한다면 생명체가 있을 가능성이 높기 때문에 언젠가 과학 기술이 발전하여 타이탄에 직접 착륙해서 살펴보기를 기대하고 있습니다. 정말 그런 날이 하루 빨리 왔으면 좋겠는데 현재의 상황으로 볼 때 아직은 먼 미래일 것 같습니다. 인간을 태우고 태양계를 누빌 수 있는 기술을 가지려면 어느 정도의 시간이 필요할 지 가늠하기가 쉽지 않습니다. 그래도 인류의 우주 대항해 시대가 시작되었다는 것은 고무적이며 인류가 경험할 놀라운 세계는 존재해야 한다는 의지를 더욱 굳건하게 만들어 줄 강력한 요소가 될 것 같습니다. 우주 여행을 할 다음 세대에게 미리 축하의 메시지를 남기고 싶습니다. 

 

 

https://www.youtube.com/channel/UCgZCxm_QzFSjAQ19fXDJUaQ

온유안