철학이야기 : 다시 쓰는 유레카
(2부. 생명 / 11장. 태양 )
107. 태양(太陽)의 형성1
약 50억 년 전 태양이 생겨날 우주의 어느 한 공간 거대한 초신성폭발이 있었다.
초신성 폭발은 태양보다 무거운 별의 죽음이다. 태양 정도의 별이 폭발하는 것을 신성 폭발이라하고 폭발 후 적색왜성이나 백색왜성이 된다. 태양보다 무거운 별이 초신성 폭발을 하면 중성자별이나 블랙홀이 되는 것은 앞에서 이미 살펴 보았다. 우리 태양의 재료가 된 어떤 별도 지금은 우리 은하의 어느 곳에선가 중성자별이나 블랙홀의 모습으로 있을 것이다.
생명과 마찬가지로 별도 죽어야 새로 태어날 수 있다. 일종의 별의 윤회인 셈이다. 우리가 태양의 생성 원인을 신성폭발이 아니고 초신성이라 단정 지을 수 있는 것은 별이 초신성 폭발을 했을 때만 생성되는 철_60 등의 동위 원소들이 태양계의 초기 운석에서 발견되었기 때문이다.
별의 죽음. 그리고 새로운 탄생. 죽어야만 새로 태어난다는 것은 별뿐만 아니라 생명의 숙명이다. 그리스도교 믿음의 최종 목표인 '영원한 삶'은 불교의 '윤회'와 별반 다르지 않다. 만약에 생명이 죽지 않고 영원하다면 진화도 없었을 것이고 우리는 아직도 바이러스 상태를 벗어나지 못하였을 것이다. 죽음과 탄생과 진화는 맞닿아 있다.
한 인생. 80년. 고작 3만여 일을 살다가 가는 것이 우리네 인생이다. 별은 죽으면서 새로운 원소를 만들고 그 원소들로 별의 진화가 이루어져 생명의 원소들이 만들어진다. 나의 죽음에는 무엇이 남아있을까? 나의 삶과 죽음으로 나는 세상에 어떤 진화의 산물을 남길 수 있을까?
별의 중심에서 수소가 핵융합을 하면 헬륨이 만들어진다. 초신성이 폭발할 때 나오는 에너지는 우리 태양의 평생인 100억년 동안 사용하는 에너지를 한순간에 쏟아내는 에너지의 양이다. 이 어마어마한 에너지는 헬륨마저 핵융합 시킨다. 헬륨핵융합에 의해 철과 규소, 탄소와 산소 등의 무거운 원소들을 만들어져 폭발과 함께 우주에 뿌려진다.
아침 안개가 산 아래에 자욱하게 퍼져있듯 이리 저리 흔들리며 입자들이 구름형태의 성운(星雲)으로 우주 공간에 흩어져있다. 그렇게 평온하게 몇 억년이 흘러간다.
어느 날 근처의 또 다른 초신성(들)이 폭발하면서 거대한 충격파와 함께 원소들이 추가되고 평온하던 입자 구름은 크게 흔들린다. 성운의 밀도는 점점 높아지고 흩어져 있는 입자들이 뭉치기 시작한다. 입자들이 뭉치면서 회전운동이 시작되고 성운 입자간의 평형이 깨지며 중력이 힘을 발휘한다. 이 현상을 중력붕괴라 한다. 무작위로 흩어져 있던 입자들이 중력붕괴가 일어난 지점을 향해 도열한다. 기준점이 생긴 것이다. (실제로 우리 태양을 만든 초신성 폭발이 몇 번 있었는지, 만약 여러번 있었다면 서로 다른 폭발들이 어떤 영향을 미쳤는지는 모른다. 글의 흥미를 위해 약간의 상상력을 동원한 것이다. 그러나 우리 태양을 만들기 위해 적어도 한 번은 초신성 폭발이 있었던 것은 확실하다.)
(‘창조의 기둥’이라 명명된 독수리 성운. 저 성운 속에서 태양과 같은 별들이 수없이 만들어진다. 이석영 교수는 닭이 계란을 낳는 것으로 표현하였다. 별 하나 하나가 '뾱', '뾱' 태어난다. 우리 태양도 저런 성운에서 태어났을 것이다)
이제 우리 태양계를 이루려는 성운이 질서를 갖는다. 태양성운의 대부분은 태양에 빨려 들어온다. 태양계에서 태양이 차지하는 질량의 비율은 99%이다. 구성 성분은 빅뱅 때 만들어진 수소와 헬륨이 98%, 초신성 폭발로 새로 만들어진 중원소가 나머지 2%로 지금의 태양과 거의 같다. 원시 태양계가 형성된 것이다.
(은하를 구성하는 원소의 약 98%를 차지하는 수소와 헬륨은 우주가 생긴지 1초~3분 사이의 약 3분 동안에 만들어진 것이고, 헬륨의 일부분과 나머지 원소들은 헬륨핵융합을 통하여 초신성폭발(신성폭발)때 만들어진다.)
