인류의 역사는 우주 정복의 역사이다. 인간은 끊임없이 우주 탐사의 꿈을 펼치며 살아왔다.
인간들은 우주 구석구석에 고대 그리스 로마 신화에 등장한 신들을 모두 진열해 놓았다. 우주는 마치 신들의 활동 무대를 방불케 하는 신화 왕국이기도 하다.
우주에는 1000억 개 이상의 은하가 있다. 그리고 각. 은하에는 태양과 같은 별들이 평균 1000억 개 정도 모여 있다.
인류 역사상 최초로 과학적인 방법으로 우주의 크기를 알아보려고 시도한 과학자는 이집트의 에라토스테네스이다. 에라토스테네스는 알렉산드리아 도서관장을 지낸 사람이다.
기원전 240년 무렵 그는, 나일강 상류의 시에네 지방에서 하짓날 정오에 태양이 머리 꼭대기에 올 때 알렉산드리아에서는 그렇지 않다는 것을 책을 통해 알게 되었다. 그는 노예를 동원해 거리를 재 본 결과 시에네에서 알렉산드리아까지 약 800km 떨어져 있다는 사실을 깨달았다.
에라토스테네스는 같은 시각에 각 장소마다 그림자의 길이가 다르다는 사실을 통해 지구가 둥글다는 것을 알게 되었다. 그리고 그는 지구의 둘레가 약 4만 km이고 지름이 약 1만 2800km 임을 계산해 냈다. 이는 오늘날의 계산과비교해 볼 때 거의 정확한 숫자이다.
에라토스테네스 이후 100년 만에 지구 지름을 이용해 지구에서 달까지의 거리를 관측하는 사람이 등장했다.
기원전 150년경의 히파르코스가 바로 그 장본인이다. 그가 잰 지구에서 달까지의 거리는 38만 4000km였다. 이 계산은 오늘날 최첨단 관측 장비를 동원해 정확히 측정한 달까지의 평균 거리 38 만 4405 km와 비교해 보아도 405km 차에 불과했다.
우주의 영토는 17세기 초 독일의 대천문학자 케플러가 등장한 이후 획기적으로 넓어졌다.
케플러는 행성의 타원 궤도 운동 이론을 발견했다. 케플러 이전의 과학자들은 모든 행성은 원 궤도를 돌고 있다고 믿었다. 케플러의 타원 궤도 이론은 화성. 금성·토성·목성 등의 거리를 정확히 측정할 수 있는 원리를 제공해 주었다.
20세기에 들어와 우주의 영토는 드디어 은하계로 넓어졌다.
1918년 섀플리는 우리 은하계의 크기를 밝혀 냈다.
그 이후 우주의 영토는 외부 은하로 확장돼 나갔다.
현재 천문학자들이 추정한 우주의 넓이는 약 150 억 광년이다.
끝없는 우주의 여행 코스 개발은 현대 과학의 눈부신 발달로 성능이 좋은 관측 장비들이 속출해 한꺼번에 수억 광년씩 늘어나고 있다.
춤추는 슈퍼 우주선
우리 은하는 약 1000 억 개의 별들로 이루어진 반지름 약 5만 광년의 은하이다. 1광년은 빛이 1년 동안 간 거리로서 약 9조 5000억 km이다.
우리 은하는 2억 5000만 년 주기로 우주를 공전하고 있다. 즉 움직이는 초대형 슈퍼 우주선이다.
우리 은하의 비밀은 우주에서 날아온 전파를 검출하여 밝혀 낸다. 천문학자들은 이 우주 전파를 분석해 우리 은하의 모양을 재현하는 데 성공했다.
우리 은하의 모양은 나선형이다.
우리 은하의 중심부는 렌즈 모양을 하고 있는데 수많은 별들이 일정한 리듬과 주기에 맞춰 신명 나게 춤사위를 펼치는 별들의 무도회장이다. 이 무도회장은 반지름이 약 1만 6000 광년인 원형 무대이다.
우리 은하의 중앙 무대에는 태양과 같이 혼자 사는 독신별, 쌍둥이별 또는 수백 개 내지 수억 개의 별들이 그룹 짓는 성단도 있다.
성단에는 구상 성단과 산개성단 두 종류가 있다.
구형인 구상 성단은 평균 100만 개 이상의 별들이 모여 이룬 태양계 조직체이다.
지금까지 우리 은하계에서 200개 정도의 구상 성단을 찾아냈다. 아직 발견되지 않은 구상 성단도 수백 개는 넘을 것으로 추정하고 있다.
구상 성단 가운데 가장 가까운 것은 켄타우루스자리에 있는 오메가 켄타우리로서 맨눈으로 보면 별처럼 보인다.
또한 산개 성단은 몇백 개, 몇천 개 그리고 몇만 개의 별무리들이 여기저기 흩어져 있다. 우리 은하 적도면에 있는 산개 성단은 무리를 지어 빠른 템포로 춤을 추고 있고 우리 은하 가장자리로 가면 늙고 병든 별들이 힘겹게 걷고 있다. 즉 우리 은하의 변두리는 별들의 양로원인 셈이다.
태양계는 우리 은하 중심에서 약 3만 2000 광년 거리에 있어 우리 은하 변두리에 있는 셈이다.
안드로메다행 은하 철도를 타고
우리 은하 밖에서는 약 1000억 개의 외부 은하들을 만날 수 있다.
1930년대 이후 천문학자들이 외부 은하 발굴에 많은 공헌
을 했다. 그 가운데 가장 큰 업적을 남긴 학자는 바데이다. 1942년 바데는 100 인치 망원경을 가지고 우주에서 안드로메다 은하의 신비를 자세히 밝혀 냈다
제2차 세계대전이 한창 진행되고 있을 때 바데는 윌슨 산 천문대에서 밤마다 우주 탐사에 몰두했다.
세계대전 기간 동안 윌슨 산의 밤하늘은 등화관제 때문에 우주 탐사에는 더할 나위 없이 좋은 곳이었다.
세계대전이 끝난 뒤에도 바데는 팔로마 산 천문대에 세워진 200 인치 헤일 망원경으로 머나먼 우주에 있는 외부은하 찾기에 몰두했다. 그는 외부 은하의 특성을 정확히 분류해 내는 데 성공했다.
은하는 가스, 먼지, 구름 그리고 별들로 이루어져 있다. 인류의 공동 재산인 우주는 은하들로 가득 채워져 있다. 이 은하들은 갖가지 모양을 하고 있는데 크게 타원형, 나선형, 불규칙형 등으로 나눌 수 있다. 대부분의 은하는 타원형이거나 나선형이다.
타원 은하는 주로 금속 성분이 적은 붉은색의 늙은 별들로 이루어져 있다. 성간 물질이 거의 없는 타원 은하는 별을 더 이상 분만해 내지 못한다. 여기서는 새로운 별이 태어나지 못하고 나이 든 별들만이 느리게 움직이고 있다.
바람개비 형태의 나선형 은하는 가운데 핵에 금속 성분이 풍부한 푸른색의 젊은 별들이 모여 있으며 변두리에 나이 든 노인 별들이 몰려 있다.
나선형 은하의 대표급인 우리 은하와 안드로메다 은하는 가운데에 큰 핵이 있고 잘 발달된 팔이 있다. 성간 물질이 풍부한 나선 은하 팔에서는 아직도 별이 잇따라 탄생되고 있다.
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