#한재 신충우 파일 302
태양계가 포함된
우리은하는 어떻게 형성됐을까.
우리은하는
우리가 속한 은하이다.
밤하늘에서 보이는 천체 중에서
가장 거대한 구조인 은하수가
우리은하의 대표적인 구조이다.
은하수는 우리말로 미리내라고 한다.
은하(銀河)는 천구 위에
구름 띠 모양으로 길게 분포되어 있는
수많은 천체의 무리를 말한다.
우리은하의 크기는 지름 수십만 광년이며,
질량은 태양의 약 1조배이다.
그리고 별, 성간물질, 암흑 물질 등으로 이루어져 있다.
우리은하는 우주의 무수히 많은 은하 중 하나이다.
최근 우리은하의 블랙홀을 처음으로 포착함에 따라
과학계에서는 이번 발견이
우리은하 생성의 비밀을 풀 열쇠가 될 것으로 기대하고 있다.
빠르게 변하는 블랙홀 그림자를 포착한 만큼
블랙홀로 물질이 빨려 들어가는 과정도
직접 관측할 수 있을 것으로 전망된다.
원시 블랙홀은 빅뱅 직후에 형성된 것으로 추정된다.
우주가 폭발하면서 팽창하는 동안
존재하는 물질 일부의 밀도가 극에 달하며 형성됐다는 것이다.
항성 블랙홀은 큰 별의 생애 마지막인 사멸 과정에서
중력으로 인해 붕괴하면서 탄생한다.
이때 붕괴로 인해 항성이 폭발을 일으켜
며칠간 밝기가 100만 배 이상 세지는 초신성 현상이 나타난다.
닐 디그래스 타이슨의 ‘블랙홀 옆에서’ⓒ신충우, 2022
블랙홀은 중력의 당기는 힘이 너무 강해서
빛을 포함한 모든 전자기파가 빠져나가지 못하는 우주 공간이다.
물질은 만유인력에 의해 모든 다른 물질을 잡아당기는 힘을 낸다.
모든 물질은 중력을 갖고 있다.
우주 공간에서 물질이 어떠한 이유로든 작은 공간에 압축되면
강한 중력이 발생해 주변의 물질을 당기게 되고 점점 커진다.
이렇게 물질이 많이 압축돼 중력이 빛을 빨아들일 정도가 되면
블랙홀이 된다.
초대질량 블랙홀은 아직 그 기원에 대한 의견이 분분하다.
다만 블랙홀이 위치한 은하와 동시에 형성됐다고 본다.
태양 질량의 수십 배에서 수천 배의 블랙홀이 별 폭발로 형성돼
주변 물질을 빨아들이며 성장했을 것이라는 설,
우주 초기 물질이 모였으나 별이 형성되지 못하고
붕괴하면서 형성된 항성 블랙홀이 커진 결과라는 설이 있다.
5월 12일 한국천문연구원이 참여한
사건지평선망원경(EHT) 국제 공동 연구진은
“우리은하 중심에 있는
초대질량 블랙홀 궁수자리(Sgr A) 영상을 포착했다”고 밝혔다.
지난 2019년 4월 지구에서 약 5천500만 광년 떨어진
M87 은하의 초대질량 블랙홀의 그림자를
과학사상 처음으로 포착해 공개한 이후 3년 만에 나온 성과이다.
<출처>동아일보
<출처> EHT 유튜브/KBS
EHT는 우리 은하 중심의 블랙홀 사진을 공개했다.
사진 속 블랙홀의 모습은 가운데 검은 블랙홀의 그림자가 있고
주변을 붉은 빛의 고리가 휘감고 있다.
우리은하 중심부의 블랙홀은 ‘궁수자리 A*’로도 불리는데
지구에서 약 2만7000 광년 떨어진 궁수자리에서 발견됐다.
질량은 태양의 430만 배다.
궁수자리 A는 지구와의 거리가
M87의 2000분의 1 수준으로 가깝지만
질량이 1600분의 1에 불과해 관측이 더 까다롭다.
질량이 작을수록
블랙홀의 바깥 경계인 사건지평선 크기도 작아져
관측이 훨씬 어렵다.
이번 연구에는
한국천문연구원 등 한국 연구진을 비롯해
세계 80개 기관 300명이 넘는 연구진이 참여했다.
EHT는 스페인과 미국, 남극, 칠레, 그린란드 등
전 세계 8개 전파망원경을 연결해
지구 크기의 가상 망원경을 구현했다.
전파망원경이 동시에 천체를 관측하면
하나의 거대한 망원경으로 본 것처럼 해상도가 높아진다.
두 블랙홀은
크기와 속한 은하가 모두 다르지만 비슷한 모양을 보였다.
이는 아인슈타인이 1915년 일반상대성이론에서 예측한
블랙홀이 비슷한 형태라는 걸 더욱 엄밀히 증명한 것이란 해석이 나온다.
이 연구팀의 이름에 들어있는
사건지평선이란 미국 물리학자 데이비드 핀켈스타인이
1958년 처음 선보인 개념으로,
외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만
내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출 속도가
빛의 속도보다 빨라 원래의 곳으로 되돌아갈 수 없는 경계를 뜻한다.
기독교에서 말하는
천국은
우주의 어디에 있는가.
우주는
자연의 섭리에 의해 움직여지고
지구는 우주에서 보면
아주 미세한 존재에 불과하다.
인간에게 있어
우주란 그 자체만으로도
경이롭고 신비롭지만
그에 상응할 만큼의
두려움과 공포감도 느끼게 한다.
하늘에 떠 있는
해와 달과 같이
지구도 우주공간에
자전 공전하면서
떠 있는 존재이다.
고대에는
일상적으로 지구의 움직임을 느끼지 못하므로
지구가 떠 있는 것이 아니라 고정적으로 붙어있다고 생각했다.
16세기까지 통용됐던
천동설(天動說)이 여기서 나온 것이다.
우주의 중심은 지구이고,
모든 천체는 지구의 둘레를 돈다는 학설이
바로 이것이다.
그러나
코페르니쿠스, 갈릴레오 갈릴레이, 케플러, 아이작 뉴턴 등에 의해
과학 이론이 발전함에 따라 실제 우주의 모델에 접근해 갈 수 있었다.
지구가 우주공간에 떠 있다는 사실을 안 것은
천체들의 운동에 대해 좀 더 구체적인 설명 가능한
이론이 세워진 때를 기준으로 본다면
아이작 뉴턴에 의해 만유인력의 법칙이 밝혀진 때라고 할 수 있다.
만유인력은
질량을 가진 모든 물체끼리
서로 끌어당기는 힘으로
이 힘은
흔히 중력(重力)으로도 지칭된다.
지구가
우주공간에 떠 있는 것은
태양의 중력 때문이다.
예를 들어
빈깡통에 줄을 매달아
공중에 돌리면
땅에 떨어지지 않고
계속해서 돌아가는
원리와 같은 것이다.
여기에서
빈깡통은 지구에,
이를 돌리는 사람은
태양에,
그리고
줄은 중력에 해당한다.
“그래도 지구는 돈다”
지동설을 주장하던 갈릴레오 갈릴레이가
1633년 1월 22일
로마 미네르바교회의 종교재판에서 했던 말로,
기독교인들은 이 말을 들으면
부끄러움에 가슴이 뜨끔하지 않을까.
이 말과 함께 그의 또 다른 명언은
“자연은 기하학의 언어로 씌어진 책”이라는 것이다.
갈릴레이에 의해서 수학적 방법으로
자연을 설명하는 근대적 과학 방법론이 탄생했다고 볼 수 있다.
요한·바오로2세는
346년만에 1979년 11월 10일
지동설 재판의 과오를 인정하고
갈릴레오 갈릴레이에게 사과했다.
“본인은 신학자 과학 역사가들이
갈릴레이 사건을 철저히 검토하여
솔직이 그 과오를 인정하고
아직도 많은 사람들이
이에 관해 품고있는 오해를 불식함으로써
과학과 신앙, 교회와 일반사회간의
가치있는 조화를 이루기를 바란다.”
프랑스 철학자
르네 데카르트(1596~1650)는
자신의 실재(實在)까지 의심하는
지독한 회의(懷疑)를 거쳐
‘기만적인 신(神)(deus mendax)’의 중세에서 벗어났다.
이성의 시대를 연 인류 최초의 근대인이었다.
“나는 생각한다.
그러므로 나는 존재한다”
신이 지배하던
중세의 유럽은 암흑기였다.
기독교 권위를 내세운 신학이
자연과학과 경험을 무시하며
마녀사냥식으로 인권을 탄압했다.
인류의 역사는
반지성주의와 벌인 투쟁의역사이기도 하다.
<과학저술가 자연경 신충우>
이글루스 등재 : 2022/05/14
티스토리 이전 : 2023/06/13
