138억 년 우주를 가로질러 당신에게로

걸어서 우주 속으로, 세계 곳곳을 탐험하며 드넓은 우주와 만나다!

“딱 일주일, 오직 별만 보고 싶다!”는 꿈을 오래도록 품고 산 남자. 그리고 단 2분 동안 일어나는 개기일식을 보기 위해 북극에서 가장 가까운 마을로 주저 없이 떠나는 남자. 이 책은 자기 몸집보다 큰 천체망원경을 둘러메고 별빛을 따라 걷는 ‘길 위의 과학자’들이 기록한 우주 탐험기다. 그들은 지난 10여 년 동안 세계 곳곳을 돌아 행성 지구에서 별이 가장 잘 보이는 곳을 찾아다니며 드넓은 우주와 만났다. 서호주 35억 년 된 지층 위에 망원경을 세워놓고 수억 광년을 여행해온 별빛을 바라보았다. 아득한 푸름에 빠져들게 하는 초원의 땅 몽골에서는 가장 검은 밤하늘의 색을 찾아냈다. 북극과 가까운 스발바르 제도에서는 개기일식이 그려내는 찰나의 아름다움에 매료되었다. 미국 서부 해발 2200m의 산 정상에서는 깊고 어두운 우주 공간을 탐색했다. 하와이 빅 아일랜드에서는 가장 깊은 곳에서 뜨겁게 솟아나는 땅의 역사와 조우했고, 가장 높은 곳에서 별빛이 안내하는 하늘의 역사를 만났다. 그들은 책과 논문을 읽는 것에서 벗어나 우주의 구조를 생생한 감각으로 느끼고 온몸으로 마주하는 일에 몰두했다. 우주의 구조를 찾아 나섰던 10여 년간의 탐험에서 그들은 무엇을 발견했을까? 138억 년 우주의 역사와 시공간을 아우르는 탐험은 인간의 존재 의미를 찾는 여정이기도 했다. 인간의 몸을 구성하는 원소는 대부분 별에서 왔다. 초신성 폭발로 우주를 떠돌던 별들의 부스러기가 뭉쳐져 지구를 만들었고, 생명체를 탄생시켰다. 우리는 우주가 138억 년이라는 시간을 들여 피워낸 ‘꽃’이다!

머리말 _ 걸어서 우주 속으로

1부. 별을 찾아 떠나는 탐험
01. 지구에서 별이 가장 잘 보이는 곳
맑은 하늘을 찾아서 | 은하수 별빛이 만드는 그림자 | 눈동자로 쏟아져 들어온 수백만 개의 별 | 별빛 정원을 거닐다 | 별의 섬, 은하 | 그곳 하늘에 나를 두고 오다
02. 별빛 속삭임과 함께한 7일
오로지 별만 | 땅과 하늘을 잇는 천상의 계단 | 별빛 헤아리는 나날 | 별과 은하를 그리는 ‘우주의 화가’ | 모든 것에서 벗어나고 싶을 때 | 우주 역사를 담아내다 | 세상에서 가장 아름다운 그림 | 우주를 가로지르며
03. 하늘과 땅의 역사를 노래하는 ‘빅 아일랜드’
높고 깊고 거대한 이야기 | 하루에 11개 기후를 만나다 | 46억 년을 이어온 지구의 숨결 | 살아 있는 킬라우에아 화산 | 우주와 맞닿은 곳 마우나케아 | 탐험하는 이유
04. 태양을 품은 몽골과 북극
우주 여행의 문을 여는 태양과 달 | 별과 바람과 초원의 땅, 몽골 | 별을 그려내는 호수 | 알타이 사막에서 하룻밤 | 해를 삼킨 달 | 오로라, 밤하늘을 수놓는 빛의 향연 | 북극과 가장 가까운 마을
05. 서호주에서 만나는 ‘생명의 춤’
생명! 땅을 조각하다 | 땅으로 향하는 생명의 발자국 | 시아노박테리아와 스트로마톨라이트 | 3초의 호흡, 30억 년의 이야기 | 필바라에서 만난 시생대의 풍경 | 산소와 호상철광층 | 미토콘드리아와 엽록체
06. 은하가 그려내는 우주의 구조
30억 년의 땅, 필바라에서 떠나는 우주 여행 | 수십억 년의 어울림 | 은하수를 지우고 은하단을 만나다 | 우주의 거대 구조를 응시하다

2부. 아름다운 우주의 풍경
01. 138억 년 우주의 역사
우주의 첫 풍경 | 급팽창하는 우주 | 왜 이렇게 균일하고 편평할까? | 쿼크가 만드는 세상 | 태초의 3분 이후 | 138억 년을 날아온 빛, 우주배경복사 | 천상의 음악 | 우주에 첫 별이 빛나다 | 은하단과 우주의 풍경 | 우주의 역사와 함께하는 우리
[우주미술관] 보이지 않는 것이 보이는 것을 그린다
02. 별과 함께하는 밤하늘 산책
별은 반짝이지 않는다! | 도시 밤하늘에 별이 사라지는 이유 | 별의 밝기 나누기 | 밤하늘의 별을 모두 헤아리는 데 걸리는 시간 | 길잡이 별
[우주미술관] 오리온과 하늘우물별자리
03. 밤하늘의 길잡이, 하늘지도
깊은 밤 홀로 깨어 있던 외로운 양치기의 별자리 | 밤하늘 여행자를 위한 지도 | 별자리 여행의 첫걸음은 도시에서 | 어떤 이름을 지어줄까? | 별빛 보석 목록 | 조선시대의 별밤지기 ‘홍대용’
[우주미술관] 스물다섯, 생일별과 만나다
04. 더 멀리 더 깊이 바라보는 천체망원경
250만 년을 달려온 빛 | 눈에 보이는 것이 다가 아니다 | 주변을 응시할 때 비로소 선명해지는 것 | 가장 뛰어난 맨눈의 천체 관측가 | 우주 풍경을 그려내다 | 우주를 더 가까이 | 우주 탐험의 동반자, 천체망원경 | 더 넓은 우주로
[우주미술관] 또 하나의 지구
05. 천체사진으로 담아내는 우주
빛을 모아 더 깊은 우주를 그리다 | 우주의 풍경을 기록하다 | 천체사진 즐겨찾기 | 내 손으로 우주를 촬영하다
[우주미술관] 밤하늘을 사랑한 별밤지기
06. 여덟 행성을 품은 태양계
태양을 중심으로 도는 천체들 | 행성을 쉽게 찾는 비결 | 하루에 생일이 두 번 찾아오는 수성 | 차고 기우는 수성과 금성 | 가장 뜨거운 행성, 금성 | 화성인과의 조우를 꿈꾼 몽상가들 | 2년마다 지구와 가까워지는 화성 | 두 개의 달이 비추는 화성
[우주미술관] 가장 빨리, 가장 멀리
07. 다른 모습 다른 환경, 행성들의 세계
가장 큰 행성 | 목성에 붙들린 위성들 | 사라지기도 하는 토성의 고리 | 누워서 도는 행성, 천왕성 | 수학이 발견한 해왕성 | 행성의 지위를 잃다 | 명왕성의 새로운 모습 | 내가 사는 곳은 어느 행성과 가까울까?
[우주미술관] 응답하라 1977
08. 생명을 보듬은 푸른 행성, 지구
지구의 탄생 | 빛을 가로막는 대기권 | 북극성과 노인성 | 지구의 자전축과 세차운동 | 공전이 주는 선물 | 지구의 공전 궤도를 이용해 별까지 거리를 재다
[우주미술관] 지구의 위성이 되다
09. 지구의 하나뿐인 위성, 달
달의 나이 | 달의 바다와 크레이터 | 사라지지 않는 발자국 | 어둠에 좀먹는 달 | 달에 관한 못다 한 이야기
[우주미술관] 달 위로 떠오르는 지구
10. 태양계의 화석, 소행성
티티우스-보데의 법칙 | 소행성대를 지나는 우주선은 안전할까? | 소행성대에 있는 특이한 천체들 | 가장 밝은 소행성, 베스타 | 공룡은 왜 멸종했을까? | 소행성에 이름을 올린 조선의 과학자 이천
[우주미술관] 지워지지 않는 흔적
11. 우주의 유랑자, 혜성
태양계 가장자리에서 여행을 시작하는 혜성 | 혜성은 지저분한 얼음 덩어리? | 이 혜성을 다시 볼 수 있을까? | 대낮에 보일 만큼 밝았던 혜성
[우주미술관] 잡힐 듯 말 듯
12. 우주먼지의 깜짝 선물, 유성우
우주먼지가 아름다운 빛줄기로 | 유성은 새벽을 좋아한다 | 혜성이 남기고 간 부스러기 | 지구에 선사하는 마지막 선물 | 유성우 아이돌 7인방
[우주미술관] 별똥별을 찾아 떠나는 여행
13. 태양계 행성들의 어머니 별, 태양
걸어서 4300년 | 태양계의 에너지원 | 태양 속에서 백만 년을 여행하는 빛 | 보름달보다 밝은 흑점? | 태양을 가린 달 | 빛의 지문을 읽어내다
[우주미술관] 태양과 지구, 오로라를 그려내다
14. 보일락 말락 숨은 짝별 찾기
미자르의 짝별 | 별들이 모여 사는 방법 | 시리우스의 눈부신 빛에 가려져 있던 별 | 함께 빛나서 더 멋있다
[우주미술관] 북두칠성으로 여는 봄
15. 광활한 우주의 촛불, 변광성
두근두근 맥박이 뛰는 별 | 우주의 거리를 알려준 세페이드 변광성 | 메두사의 머리, 알골 | 폭발하는 별, 초신성 | 변광성 삼총사
[우주미술관] 밝기가 달라지는 북극성
16. 검은 우주를 캔버스 삼아 그린 그림, 성운
수소 원자가 내는 붉은빛 | 별빛을 산란시켜 파랗게 빛나는 성운 | 가장 어두운 곳에서 별이 태어난다 | 트라페지움과 오리온 대성운 | 성운과 성단 목록을 만든 메시에
[우주미술관] 별이 만든 반지
17. 우주의 보석, 성단
함께 태어난 별 무리, 산개성단 | 수십만 개의 별이 모여 있는 구상성단 | 별 무리 보석 상자 찾기 | 북두칠성은 움직이는 성단
[우주미술관] 은하가 만들어내는 성단
18. 빛이 알려주는 별의 일생
핵융합 반응이 별빛을 만든다 | 질량이 별의 운명을 결정한다 | 태양은 어떤 모습으로 빛을 잃어갈까? | 금성보다 밝은 초신성 | 별의 일생을 알려주는 H-R도
[우주미술관] 별, 나비가 되다
19. 시공간의 비밀을 간직한 블랙홀
빛이 탈출할 수 없는 천체 | 태양이 블랙홀이 된다면 | 초신성이 블랙홀을 만들 수 있다 | 별이 보내는 마지막 구조신호 | 태양 중력에 끌려 휘는 별빛
[우주미술관] 영하 27도에서 만난 블랙홀
20. 중력이 만든 바람개비, 우리은하
은하수, 미리내, 밀키웨이 | 우리은하의 지름은 10만 광년 | 나선팔 너머 은하를 보여준 적외선과 전파
[우주미술관] 우주로 보내는 은하 엽서
21. 초은하단이 그려내는 우주의 구조
베일에 싸인 안드로메다 성운 | 허블의 법칙과 우주팽창 | 중력이 조각한 은하들의 모양 | 별이 알려주는 은하의 거리 | 은하단과 우주의 풍경
[우주미술관] 5억 년을 여행한 빛

에필로그 _ 별에서 온 그대에게
참고문헌
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오메가 켄타우리는 가슴이 아리다 못해 온몸이 별빛에 흠뻑 젖는 느낌을 선사했다. 아니 그 이상이다. 눈동자로 쏟아져 들어오는 수백만 개의 별이 하나하나 흩어져 내 몸을 가득 채우는 것 같았다.
눈으로만 보기에는 감당할 수 없는 별빛이다. 온몸으로 보고 온몸으로 느껴야 한다. 뒤에 서서 기다리는 동료의 재촉에 못 이겨 망원경에서 눈을 떼고 한두 걸음 물러섰다. 내 몸을 가득 채운 별빛이 출렁이는 것 같았다. 발걸음을 내디딜 때마다 별빛이 뚝뚝 떨어져 발자국처럼 찍히는 느낌이었다. _ ‘눈동자로 쏟아져 들어온 수백만 개의 별(28쪽)’ 중에서커튼을 슬며시 밀치다가 눈이 번쩍 뜨였다.
“너무하군, 구름 녀석들이 또 따라 붙었어.”
“서둘러 떠나야겠는걸.”
시드니에서 여기까지 900km를 달려왔는데 또 몇백 킬로미터를 달려야 한다! 지체할 겨를이 없다. 서둘러 출발 준비를 마쳤다.
우리는 구름을 피해 다니는 도망자였다. 아니다. 맑은 하늘의 별을 쫓는 추적자다. 끝없이 펼쳐진 호주 내륙 아웃백을 내달렸다. 지평선은 거리를 가늠하기 어려울 정도로 멀게 보였다. 지평선 끝에 걸린 나무들이 신기루와 어울려 아른거렸다. 구름과의 한판 대결은 출발 후 200km를 달린 지점에서 결국 우리의 승리로 끝났다. 하늘은 하얀 솜이불을 걷어내고 언제 그랬냐는 듯이 온통 파란색으로 물들었다. _ ‘별빛 정원을 거닐다(30쪽)’ 중에서고요함 속에 묻혀 들릴 듯 말 듯한 내 숨소리에 가만히 귀를 기울였다. 숨 하나하나에 스며 있는 산소의 의미를 떠올렸다.
내가 들이마시고 내쉬는 숨 하나하나에 시아노박테리아가 만들어낸 수십 억 년의 이야기가 담겨 있음을 새롭게 깨달았다. 내 몸의 모든 세포에 생명을 불어넣은 산소의 기원을 알아차린 순간이었다. 눈물이 났다. 살아오면서 얼마나 많은 숨을 쉬었던가. 이제 나를 존재하게 하는 가장 의미 있는 숨을 쉴 수 있게 되었다. 3초의 호흡에 30억 년의 경이로운 산소 이야기가 담겨 있었다.
_ ‘3초의 호흡, 30억 년의 이야기(110쪽)’ 중에서1984년 2월 7일 브루스 맥켄들리스 2세는 우주선과 분리된 상태로 우주 유영 추진장치(MMU)를 조정해 챌린저호에서 98m나 떨어진 곳까지 이동했다. 인류 역사상 처음으로 홀로 우주를 여행했고, 짧은 시간이었지만 지구를 도는 진정한 인간 위성이 되었다.
검은 우주 공간을 배경으로 외로이 떠 있는 우주인을 바라본다. 그 아래로 푸른 행성 지구가 아름답게 펼쳐진다. 그야말로 완전한 고요다. 그러나 그 고요함 속에는 질주하는 움직임이 숨어 있다. 중력은 보이지 않는 끈으로 지구와 우주인을 이어놓는다. 지구와 우주인은 고요함 너머에 펼쳐져 있는 우주 공간을 미끄러지듯 내달리고 있다. _ [우주미술관] 지구의 위성이 되다(275쪽)천체망원경으로 북극성을 관찰해보면 아주 작은 보석 알갱이처럼 빛난다. 실제로는 매우 흥미진진한 별이다. 태양보다 질량은 5.4배 크며 지름은 38배인 황백색 초거성이다. 태양을 콩알이라고 한다면 북극성은 수박만 하다. 7천만 년 정도 살았고 일생을 마칠 단계에 들어서면서 크게 부풀어 올라 초거성이 되었다.
더 놀라운 것은 북극성이 밝기가 변하는 변광성이라는 사실이다. 약 4일 주기로 1.86~2.13등급 사이에서 밝기가 달라지는 세페이드 변광성이다. 천문학자들은 맥동주기 분석을 통해 북극성의 실제 밝기는 태양의 1200배이며, 거리는 약 430광년이라는 것을 알아냈다. 북극성은 반성으로 북극성Ab와 북극성B를 거느리고 있다. 두 반성의 크기와 질량은 태양과 비슷하다.
_ [우주미술관] 밝기가 달라지는 북극성(365쪽)

◎ 걸어서 우주 속으로,
세계 곳곳을 탐험하며 드넓은 우주와 만나다!
“딱 일주일, 오직 별만 보고 싶다!”는 꿈을 오래도록 품고 산 남자.
그리고 단 2분 동안 일어나는 개기일식을 보기 위해 북극에서 가장 가까운 마을로 주저 없이 떠나는 남자.
이 책은 자기 몸집보다 큰 천체망원경을 둘러메고 별빛을 따라 걷는 ‘길 위의 과학자’들이 기록한 우주 탐험기다.
별과 우주에 대한 사랑이 깊어질수록, 두 사람은 책과 논문 그리고 대한민국의 좁은 하늘 아래에서만 우주를 만나는 일이 답답했다. 10여 년 전부터 두 사람은 행성 지구에서 별이 가장 잘 보이는 곳을 찾아 세계 곳곳을 누비기 시작했다.
천체망원경과 천체사진 촬영 장비 무게만 150kg. 거대한 여행 가방에 여행의 안락함이나 낭만을 위한 물건이 끼어들 틈은 없다. 혹한을 버틸 옷가지도 장비를 안전하게 싸매는 도구로 쓰인다. 밥벌이를 위한 하루하루를 짜내서 마련한 시간과 돈으로 떠나는 탐험이기에, 그들에게 허투루 쓸 수 있는 자원은 없다. 탐험 계획은 분 단위, 천체사진 촬영 계획은 초 단위로 세운다. ‘아는 만큼 보인다’는 명제는 우주 탐험에서도 예외가 아니다. 가보지 않은 상태에서도 모든 것이 머릿속으로 훤히 그려질 때까지 공부하고 시뮬레이션한다.
우주 탐험은 문명의 흔적을 지우는 것에서부터 시작된다.
“초원을 향해 빛을 뿌리던 자동차 헤드라이트를 슬며시 껐다. 순식간에 불빛 한 조각 없는 암흑천지가 되었다. 자동차 문을 열자 칠흑 같은 어둠이 온몸으로 스며드는 느낌이 들었다. 어둠이 이끄는 대로 걸어나갔다. 밤하늘은 그 자체로 블랙홀이 된 듯 시선을 빨아들였다. 별들은 저마다 맑디맑은 빛을 던지고 있었다. 밝은 별과 어두운 별이 함께 빛났지만, 하늘을 가득 메운 별의 숲에서 이들을 구분하기는 쉽지 않았다. 그저 다 같이 맹렬히 빛나고 있었다.”(83쪽)
그들은 지구에서 우주와 가장 가까운 곳, 태곳적 모습을 간직한 곳을 찾아다니며 드넓은 우주와 만났다. 서호주 35억 년 된 지층 위에 망원경을 세워놓고 수억 광년을 여행해온 별빛을 바라보았다. 아득한 푸름에 빠져들게 하는 초원의 땅 몽골에서는 가장 검은 밤하늘의 색을 찾아냈다. 북극과 가까운 스발바르 제도에서는 개기일식이 그려내는 찰나의 아름다움에 매료되었다. 미국 서부 해발 2200m의 산 정상에서는 깊고 어두운 우주 공간을 탐색했다. 하와이 빅 아일랜드에서는 가장 깊은 곳에서 뜨겁게 솟아나는 땅의 역사와 조우했고, 가장 높은 곳에서 별빛이 안내하는 하늘의 역사를 만났다.
문명으로부터 멀어져야 했기에 그들의 여정은 풍찬노숙(風餐露宿)이었다. 영하 40도의 설원에서 뜬눈으로 밤을 지새우는 건 예삿일이고, 언제 나타날지 모를 오로라와 함께 사냥감을 찾아 어슬렁거리는 북극곰의 공격에도 촉각을 곤두세워야 했다. 고산병 약을 먹고 비포장 길을 굽이굽이 돌아 해발 4200m의 천문대에 올랐고, 맑은 하늘을 찾아 호주 아웃백을 기약 없이 달렸다. 에티오피아 탐험 후에는 정체 모를 열병 때문에 고열에 시달리며 한 달을 앓아야 했다. 그럼에도 그들은 우주의 구조를 온몸으로 마주하는 일이 더없이 행복했다.
“스발바르 제도에서 한국으로 돌아오기 위해 비행기를 4번이나 타야 했다. 긴 비행시간 동안, 나의 노트에는 다음 개기일식 탐험을 꿈꾸는 계획이 새롭게 그려지고 있었다.”(97쪽)◎ 최신 과학으로 풀어낸 우주의 경이로움,
시적인 언어로 묘사하는 우주의 아름다움
2019년은 인류 최초로 달에 발을 디뎠던 아폴로 11호를 발사한 지 50주년 되는 해다. 달에 방아 찧는 토끼가 없다는 건 모두가 안다. 그러나 우주에 관한 우리의 지식이 지구가 우주의 중심이라고 믿었던 중세보다 진일보했다고 자신 있게 말할 수 있을까? ‘처녀자리 초은하단, 국부은하군, 우리은하, 오리온 나선팔, 태양계, 행성 지구, 대한민국…….’ 우리의 ‘우주 주소’다. DNA에 담겨 있는 생물학적 나이를 넘어 우리의 ‘우주 나이’는 138억 살이다. 우주 주소와 우주 나이에는 우주의 역사와 구조가 담겨 있다. 이 책의 2부에서는 최근 밝혀진 과학적 발견들을 통해 우주의 탄생, 태양계 천체, 팽창하는 우주가 만들어낸 풍경 등을 생생하게 소개한다.
밤하늘은 세상에서 가장 크고 오래되고 아름다운 미술관이다. 우리의 호기심과 상상의 바다를 채워줄 작품들이 밤하늘에 있다. [우주미술관]에서는 우주 풍경들이 한 점의 작품이 되어 우리를 기다린다. 이곳에 전시된 우주 풍경은 그 어떤 예술 작품보다 울림의 깊이가 깊다.
“아벨 2151 은하단에서 나온 빛이 지구에 이르는 데는 약 5억 년의 시간이 걸린다. 달리 생각하면 우리는 지금 5억 년 전 은하단 모습을 보고 있는 셈이다. 아벨 2151 은하단에서 별빛이 막 출발할 당시 지구의 바닷속에는 ‘피카이아’라고 부르는 척색동물이 살고 있었다. 피카이아는 인간처럼 척추를 가진 동물의 먼 조상 가운데 하나다. 5억 년 전 피카이아가 헤엄치던 바다 위에도 밤하늘의 별은 총총히 빛났을 것이다. 그때 피카이아는 전혀 눈치채지 못했을 것이다. 그로부터 5억 년 뒤에 척추동물의 후손이 천체망원경을 만들어 5억 년을 여행해온 은하의 빛을 보게 되리라는 것을…….”(437쪽)◎ 우리는 우주가 138억 년이라는 시간을 들여 피워낸 ‘꽃’이다!
우주의 구조를 찾아 나섰던 10여 년간의 탐험에서 그들은 무엇을 발견했을까? 138억 년 우주의 역사와 시공간을 아우르는 탐험은 인간의 존재 의미를 찾는 여정이기도 했다. 우리 인간은 은유가 아니라 실제로 별에서 왔다. 별이 폭발하면서 우주 공간에 흩뿌려진 별 부스러기가 모여 행성 지구를 이루고, 생명체를 만들었다. 우리 몸의 원소 하나하나는 모두 별과 우주의 역사를 담고 있다.
“우주 전체를 아우르는 물질-에너지의 양이 밝혀졌다. 그 값은 충격적이고 경이롭다. 우주에 보통물질은 4.9%, 암흑물질은 26.8%, 암흑에너지는 68.3% 존재한다. 우리 눈동자에 와 닿는 별의 세계는 단지 4.9%의 보통물질로 이루어져 있다”(165쪽)
‘나’라는 존재 자체가 우주적 확률로 태어난 기적이다. 우리는 우주가 138억 년이라는 시간을 들여 피워낸 ‘꽃’이다! 그리고 지금 이 시간과 공간을 누군가와 함께 살아간다면 그것은 기적 중에서도 기적이다. 우주를 모른다는 것은 세상의 근원을 모른다는 말과 같다.
고개를 들어 찬찬히 하늘을 바라보면 138억 년을 여행해온 빛이 눈동자에 와 닿는다. ‘우주배경복사’라는 이름의 이 빛에는 우주의 과거 모습, 현재 우주의 에너지 비율 등 우주에 대한 거의 모든 정보가 담겨 있다. 우주배경복사는 지금도 하늘의 모든 방향에서 날아오고 있다. 고개 들어 밤하늘을 여행해야 하는 이유는, 그곳에 세상의 근원이 펼쳐져 있기 때문이다!