닭이 먼저냐 계란이 먼저냐의 우주화
오늘 아는 친구가 이런저런 트러블이 나서 이야기를 들어주고 하는데 화를 주체하지 못하고 있다. 딴애 화좀 풀어준다고 인간의 이런 고민 거리도 우주적 관점에서 보면 한 줌 먼지에 불과하다 하다라고 하며 최근 나온 과학 기사 하나를 소개해 주었다.
최근 천문학자들은 아주 신이 나 있는데, 바로 100억달러(13조원)을 투자해 개발한 제임스 웹 우주 망원경(JWST) 가 나날이 새로운 정보들을 보내주고 있기 때문이다.
기존의 허블망원경이 준 정보들을 더 오차범위를 줄이고 그 전에 관측하지 못했던 분해능의 영역에서 계속해서 새로운 관측들이 일어나고 있다. JSWT 는 사실 돈 먹는 하마라고 엄청나게 논란이 많이 되기도 했는데 그래서 그런지 이런 관측들이 나올 때 마다 NASA 와 언론에서 엄청난 언론플레이를 해주고 있다.
현재 CMB 를 기준으로 우주의 나이를 대략적으로 137억 8천만년으로 보고 있다. 지난 관측으로 135억년 전의 은하를 이번 관측으로 136억년의 은하를 관측했다. 사실 일반인의 눈이나 관측 망원경으로 해도 은하는 점으로 밖에 보이지 않아서 별이랑 구별하기가 어렵다. 저런 거대 망원경은 엄청난 분해능을 자랑하고 여러가지 관측 방법을 통하여 별과 은하를 구별한다. 대표적으로 적색편이와 적외선 분석을 통해 구성 성분 분석까지 가능한데 이러한 관측 방법의 향상으로 인해 천문학계는 날마다 축제분위기다.
최고령 은하에 대해서 이야기가 나왔으니, 최고령 별에 대해서도 이야기가 나올 수 있을까? 사실 은하의 구성성분인 별을 뜯어내어 관측하기란 정말 쉽지 않다. 그래서 최고령 별에 대해 이야기하는 것은 사실상 무의미하다. 간략하게 말하면, 은하단은 은하로 구성되어 있고 은하는 각각 계로 그 계는 항성(별)과 행성 그리고 그 행성을 도는 위성들로 구성되어 있다.
이러한 위계질서를 만들어 놓고나서, 여러 사람들이 이런 질문을 던졌다.
별이 먼저 만들어지고 그 별들로 은하가 만들어졌을까? 아니면 은하가 만들어지고 거기안에서 별이 생성 되었을까?
이 문제를 닭으로 돌려보면, 닭이 먼저냐 계란이 먼저냐의 문제 처럼 보인다.
물리학 법칙을 따져가보면, 별 하나가 먼저 생성되고 은하를 만드는 메커니즘을 따라가면 기껏해야 현재 알려진 우주의 은하의 갯수의 절반의 은하밖에 만들 수가 없다. 별 하나를 만들고 그 별들이 연쇄 작용으로 다른 별을 만들고 은하를 만들기에는 너무나 많은 에너지가 필요하고 세부 과정들이 들어간다.
반면 거꾸로의 과정은 설명하기가 쉽다. 여기서 위에 설명한 간략한 정의는 문제가 된다. 은하를 단순히 별들의 집합이라고 생각하면 문제가 된다는 말이다.
즉 은하를 정의할 때 별은 은하의 구성성분이긴 하지만 별만이 은하의 구성성분이 아니란 것이 핵심이다.
우주의 대부분은 암흑에너지가 73프로고 물질 중에서도 암흑 물질이 23프로나 되니, 이런 것들을 은하 안에 포함시켜서 시물레이션을 돌려보면 은하가 먼저 생성되고 별이 생성되는 프로세스를 통해 어느정도 현재 우주를 형상화 할 수 있다.
별이 빛나는 밤, 혹은 은하수가 보이는 밤 친구에게 한번 이런 질문을 던져서 이야기를 해보는 것도 좋지 않을까?