독특한 특성을 지닌 태양

당신이 이 기사를 읽고 있을 때, 태양은 중천에 떠 있든지 아니면 곧 어김없이 떠오르게 될 것입니다. 그것이 중요합니까? 그렇습니다. 태양에서 나오는 빛이 없다면, 당신을 포함하여 헤아릴 수 없이 많은 지구상의 생명체들은 존재하지 못할 것이기 때문입니다. 단세포 박테리아로부터 거대한 고래에 이르기까지 수백만 종에 달하는 다양한 생명체들이 사라져 버릴 것입니다.

사실, 태양이 발산하는 에너지 가운데 지구에 도달하는 양은 10억분의 일의 절반 정도밖에 되지 않습니다. 하지만 태양이라는 “식탁”에서 떨어지는 이 적은 양의 “부스러기”만으로도 지구상의 생명체를 먹여 살리는 데 부족함이 없습니다. 뿐만 아니라, 지구에 도달하는 이 미미한 양의 에너지를 효율적으로 활용할 수 있다면, 우리가 살고 있는 현대 사회의 에너지 수요를 쉽사리 충족시키고도 남을 정도입니다.

대부분의 천문학 서적에서는 우리의 태양을 보통 별, 즉 “다소 평범한 천체”라고 말합니다. 그러면 과연 태양은 어느 모로 보나 “평범한 천체”에 불과합니까? 시애틀에 있는 워싱턴 대학교의 천문학자 기예르모 곤살레스는 우리의 태양이 독특한 천체라는 견해를 피력해 왔습니다. 태양이 독특한 천체라는 사실은 다른 행성에서 생명체를 찾는 일에 영향을 미칩니까? 곤살레스는 그 점에 대해 “지성 있는 생명체가 살기에 적합한 별은 사람들이 생각하는 것만큼 많지 않다”라고 말하면서, 이렇게 부언합니다. “천문학자들이 생명체를 찾는 작업을 태양과 같은 독특한 별에 한정시키지 않는 한, 그들은 많은 시간을 허비하게 될 것이다.”

태양에는 생명을 유지시켜 주기에 적합한 어떤 특징들이 있습니까? 그러한 특징적인 요소들을 검토하면서 염두에 두어야 할 점은, 우주 물리학에 관한 많은 주장들은 어디까지나 이론에 불과한 것들이라는 사실입니다.

흥미로운 특징들

● 단독으로 존재하는 별: 천문학자들의 추산에 따르면, 태양 주위에 있는 별들 가운데 85퍼센트는, 두 개 이상의 별이 한 무리를 이루고 있으면서 서로 궤도를 그리며 상대의 주위를 돌고 있습니다. 이러한 별들은 인력으로 한데 묶여 있습니다.

하지만 태양은 단독으로 존재하는 별입니다. 천문학자인 케네스 J. H. 필립스는 자신의 저서 「태양 연구 지도서」(Guide to the Sun)에서, “태양처럼 별이 단독으로 존재하는 경우는  상당히 이례적인 것 같다”라고 기술합니다. 그처럼 태양이 단독으로 존재하고 있기 때문에 지구의 궤도가 안정적이 되어, 결국 지구상에 생명체가 존재하는 데 도움이 되는 환경이 조성된다고 곤살레스는 말합니다.

● 거대한 별: 곤살레스의 말에 따르면, 지구와 관련이 있는 또 다른 특성은 “태양이 그 주위에 있는 별들 중 가장 거대한 별 10퍼센트 가운데 속한다”는 사실이라고 「뉴 사이언티스트」지에서는 알려 줍니다. 또한 필립스는 이렇게 지적합니다. “태양은 태양계 전체 질량의 99.87퍼센트를 차지하며, 따라서 태양계의 모든 천체들을 인력으로 통제하고 있다.”

이러한 특징 때문에 지구는 태양으로부터 비교적 먼—1억 5000만 킬로미터나 되는—곳에 위치해 있으면서도 태양으로부터 떨어져 나가지 않게 됩니다. 그처럼 비교적 먼 곳에 위치해 있기 때문에, 지구상의 생명체는 태양으로 인해 타버리는 일이 없도록 보호를 받게 됩니다.

● 중원소: 나이가 비슷한 같은 종류의 별들에 비해 태양에는 탄소, 질소, 산소, 마그네슘, 규소, 철과 같은 중원소가 50퍼센트나 더 많다고 곤살레스는 말합니다. 이 점에 있어서 태양은 같은 부류에 속하는 다른 별들과 두드러지게 구별됩니다. 필립스는 다음과 같이 말합니다. “태양은 중원소 존재비 즉 중원소 함유 비율이 대단히 낮지만, 중원소 존재비가 그보다 훨씬 더 낮은 ·⁠·⁠· 별들도 있다.” 사실, 태양 정도의 중원소 존재비를 가진 별들은 ‘종족 1형(Population I) 별’이라고 부르는 특정한 범주에 속합니다.

이러한 사실이 지구상에 생명체가 존재하는 것과 무슨 관련이 있습니까? 사실, 중원소는 생명을 유지하는 데 없어서는 안 되는 것입니다. 하지만 그러한 원소는 우주의 1퍼센트도 채 되지 않을 만큼 희귀합니다. 그런데 지구는 거의 대부분이 그러한 중원소로 이루어져 있습니다. 그 이유는 무엇입니까? 천문학자들의 말에 따르면, 지구가 그처럼 독특한 별인 태양의 주위를 돌고 있기 때문입니다.

● 원형에 가까운 궤도: 태양이 종족 1형 별이기 때문에 또 다른 유리한 점이 있습니다. 「태양 연구 지도서」에서는 “종족 1형의 별은 일반적으로 은하의 중심 주위를 거의 원형에 가까운 궤도를 따라 돌고 있다”고  알려 줍니다. 태양의 궤도는 나이가 비슷한 같은 종류의 별에 비해 훨씬 더 원형에 가깝습니다. 이러한 사실이 지구상에 생명체가 존재하는 데 영향을 미치는 이유는 무엇입니까? 궤도가 원형인 덕분에 태양은 초신성(폭발중인 별)이 많이 있는 은하 중심쪽으로 들어가지 않을 수 있는 것입니다.

● 밝기의 변화: 태양과 관련된 흥미로운 사실이 또 있습니다. 같은 부류의 별들과 비교해 보았을 때, 태양은 밝기의 변화가 현저히 적습니다. 바꾸어 말하면, 광도가 다른 별들에 비해 더 안정적이고 일정합니다.

이처럼 빛이 비교적 안정적으로 발산되는 것은 지구상의 생명체에게 참으로 중요합니다. 과학 역사가인 카를 후프바우어는, “우리가 지구에 존재하고 있다는 사실 자체는, 태양의 광도가 보다 안정적인 환경 요인 가운데 하나를 이루고 있다는 증거”라고 말합니다.

● 궤도의 기울기: 태양의 궤도는 우리 은하의 은하면 쪽으로 조금밖에 기울어져 있지 않습니다. 이것은 태양의 궤도면과 우리 은하의 은하면 사이의 각도가 매우 작다는 것을 의미합니다. 이러한 사실이 지구상에 생명체가 문제없이 잘 살아 나가는 데 어떻게 도움이 됩니까?

태양계의 경계 너머 저 멀리에는 오르트의 구름이라고 하는, 공모양을 이루고 있는 혜성들의 거대한 무리가 태양계를 둘러싸고 있습니다. * 만약 태양의 궤도가 은하면 쪽으로 지금보다 더 기울어져 있다고 가정해 보십시오. 그렇게 되면 태양이 갑자기 우리 은하면을 가로지르는 일이 있게 될 것이며, 그 결과로 오르트의 구름을 휘저어 놓을 수 있습니다. 그로 인해 어떠한 결과가 발생할 것입니까? 혜성들이 마구 쏟아져 내리는 바람에 지구는 대재난을 맞게 될 것이라고 천문학자들은 말합니다.

일식을 통해 알 수 있는 것은?

우리 태양계에는 최소한 60개나 되는 위성이 있습니다. 이들 위성들은 태양계에 있는 아홉 개의 행성 가운데 일곱 개의 주위를 돌고 있습니다. 그런데 태양계에서 개기 일식의 장관을 감상할 수 있는 행성은 지구밖에 없는 것 같습니다. 그 이유는 무엇입니까?

일식은 달이 태양과 지구 사이에 위치하게 될 때 일어납니다. 달과 태양이 완전히 겹쳐지려면, 달이 태양을  거의 대부분 가릴 수 있도록 태양과 달의 크기가 우리가 보기에 거의 비슷해야 합니다. 그런데 사실이 바로 그러합니다! 태양은 직경이 달의 400배나 되지만, 지구에서 달보다 400배가량 멀리 떨어져 있습니다.

그런데 태양과 지구 사이의 거리—그리고 그에 따라 우리가 실제로 느끼는 태양의 크기—는 개기 일식이 생기게 하는 한 가지 요인 정도에 그치는 것이 아닙니다. 그것은 또한 지구상에 생명체가 존재하는 데 매우 중요한 한 가지 조건을 이룹니다. 곤살레스는 다음과 같이 말합니다. “만일 우리가 태양에 조금이라도 더 가깝거나 멀다면, 지구는 너무 덥거나 추워서 생명체가 살 수 없을 것이다.”

그뿐만이 아닙니다. 지구의 위성인 달이 보기 드물게 큰 것 역시 지구상의 생명체에게 도움이 됩니다. 달의 인력은 지구가 자전할 때 너무 심하게 흔들리는 일이 없도록 막아 주기 때문입니다. 지구가 자전할 때 심하게 흔들리게 되면 걷잡을 수 없는 기후 변화가 생겨 대재난을 초래하게 될 것입니다. 따라서 지구상에 생명체가 존재하기 위해서는, 지구와 태양 간의 거리가 적당해야 한다는 요소와 달의 크기가 적절해야 한다는 요소가 정확히 함께 작용해야 합니다. 물론 앞서 살펴본 다른 특성들을 태양이 모두 갖추고 있는 것에 더해서 말입니다. 이 모든 것들이 우연의 일치로 일어날 수 있는 확률이 과연 얼마나 되겠습니까?

우연의 일치인가?

당신의 차를 튠업하기 위해, 즉 기기 조정 작업을 하기 위해 전문적인 훈련을 받은 노련한 정비사에게 맡겼다고 가정해 봅시다. 그가 열심히 작업해서 일을 마친 후 운전을 해 보니 모든 것이 잘 작동됩니다. 그런데 나중에 당신이 그처럼 차가 정밀하게 조정된 것이 어쩌다가 실수로 그렇게 된 것이라거나 순전히 우연의 결과였다고 주장한다면, 그 정비사가 어떤 반응을 나타낼 것이라고 생각합니까?

동일한 질문을 태양의 독특한 특성과 관련해서도 해 볼 수 있을 것입니다. 일부 과학자들은 우리로 하여금 태양의 구성이나 궤도, 지구와의 거리를 비롯한 여러 가지 특징들이 모두 그저 예기치 않은 우연의 일치로 인한 결과라고 믿게 하려고 합니다. 그러한 주장이 과연 합리적입니까? 또한 논리적인 결론이라고 생각됩니까?

기기들이 훌륭하게 조정된 자동차를 통해 정비사가 어떤 훈련을 받았고 얼마나 좋은 기술을 가지고 있는지 알 수 있듯이, 여러 천체 가운데 특히 태양을 통해서 알 수 있는 사실이 있습니다. 지상에 생명체가 존재할 수 있도록 해 주는 태양의 독특한 특성들은, 이 별이 지성 있고 능력 있는 설계자이시자 창조주이신 분의 작품이라는 분명한 메시지를 전달하고 있습니다. 사도 바울은 그러한 사실을 다음과 같이 표현합니다. “세상의 창조 이래, 그분의 보이지 않는 특성들, 곧 그분의 영원한 능력과 신성이 그 만들어진 것들을 통하여 지각되고 명확히 보[입니다].”—로마 1:20.

[각주]

[17면 삽입]

태양이 발산하는 에너지 가운데 지구에 도달하는 양은 10억분의 일의 절반 정도밖에 되지 않는다

[16면 삽화]

이처럼 솟구치는 태양의 불꽃도 지구상의 생명체를 위험에 빠뜨리지는 못한다

[자료 제공]

2, 15, 16면: NASA photo

[17면 삽화]

태양과 달은 우리가 보기에 크기가 비슷하기 때문에 장엄한 일식을 연출한다. 우연의 일치에 불과한가?

[18면 삽화]

태양의 궤도가 지금과 다르다면, 혜성들이 마구 쏟아져 내리는 바람에 지구는 대재난을 맞게 될 것이다