제2장

우주는 어떻게 존재하게 되었는가?—그에 관한 논쟁

우주 비행사들은 우주선의 창문을 통해 지구의 거대한 모습이 한눈에 들어오자 그 사진을 찍으면서 감격해합니다. “우주 비행 중 가장 멋진 순간이다”라고 한 비행사가 말하였습니다. 그러나 우리가 살고 있는 지구는 태양계와 비교해 볼 때 매우 작아 보입니다. 태양은 지구를 100만 개나 담고도 공간이 남을 정도로 큽니다! 하지만 우주에 관한 이러한 사실들이 우리의 삶 및 삶의 의미와 어떤 관계가 있을 수 있습니까?

우리가 살고 있는 지구와 태양을 올바로 보기 위해, 우주로 잠깐 상상의 여행을 떠나 보도록 합시다. 태양은 우리 은하 즉 은하계a에 나선형으로 뻗어 있는, 외경심을 불러일으킬 정도로 많은 별들 가운데 하나에 불과하며, 은하계 자체도 우주의 작은 부분에 지나지 않습니다. 육안으로, 얼룩이 져 있는 듯한 몇 개의 빛을 볼 수가 있는데, 실은 아름답고 더 큰 안드로메다 은하와 같은 다른 은하들입니다. 은하계와 안드로메다 은하와 약 20개의 다른 은하가 중력에 의해 결속되어 하나의 은하단을 이루는데, 이 은하들을 전부 합해 봐야 광대한 초은하단 속의 조그만 부분에 불과합니다. 우주에는 초은하단이 헤아릴 수 없이 많은데, 이상 언급한 사실로 우주에 대한 묘사가 다 끝난 것은 아닙니다.

이 은하단들은 우주에 고르게 분포되어 있지 않습니다. 거대한 규모의 이 은하단들은 거품처럼 생긴 광대한 공간을 에워싸고 있는, 얇은 판과 가는 실처럼 보입니다. 어떤 은하단은 대단히 길고 넓게 뻗어 있어 거대한 성벽처럼 생겼습니다. 우주가 우연한 대규모 폭발에 의해 생겼다고 생각하는 많은 사람들은 이러한 모습을 보고 놀랄지 모릅니다. “우주의 영광스러운 모든 세세한 모습을 점점 더 분명하게 볼 수 있게 됨에 따라, 우주가 어떻게 그런 모습으로 존재하게 되었는지 단순한 이론으로 설명하기가 점점 더 어려워질 것이다.” 「사이언티픽 아메리칸」지의 한 고참 필자가 내린 결론입니다.

시작이 있었음을 알려 주는 증거

우리 눈에 보이는 별은 모두 은하계 내에 있는 것들입니다. 1920년대까지는 그것이 유일한 은하라고 생각하였습니다. 하지만 당신도 아마 알고 있는 바와 같이, 그 후 더 큰 망원경으로 관찰함에 따라 다른 사실들이 발견되었습니다. 우주에는 최소한 50,000,000,000개의 은하가 있습니다. 500억 개의 별이 아니라 최소한 500억 개의 은하가 있다는 말입니다. 각 은하에는 태양과 같은 별이 수십 억 개나 있습니다. 그런데 1920년대의 과학적 믿음을 뒤흔들어 놓은 것은 그 엄청난 숫자의 거대한 은하들이 아닙니다. 그 은하들이 모두 움직인다는 사실이었습니다.

천문학자들은 놀라운 사실을 발견하였습니다. 은하에서 나온 빛을 프리즘에 통과시켰더니 그 빛의 파장이 매우 길게 나타났습니다. 은하들이 상당한 속도로 우리에게서 멀어지고 있다는 증거입니다. 더 멀리 떨어진 곳에 있는 은하일수록 더 빨리 멀어져 가는 것 같았습니다. 우주가 팽창하고 있다는 증거입니다!b

우리가 천문학 전문가나 천문학 애호가가 아니라 하더라도, 우주가 팽창한다면 그것이 우리의 과거와 관련하여—그리고 어쩌면 우리 개개인의 미래와 관련해서도—대단히 중요한 의미를 내포하고 있음을 이해할 수 있습니다. 그러한 팽창 과정이 반드시 그 무엇인가에 의해 시작되었어야 하며, 그것은 우주 전체에 작용하는 막대한 중력의 힘을 초월할 정도로 강력한 힘이어야 합니다. 이제 당연히 ‘그처럼 강력한 에너지의 근원은 도대체 무엇일까?’ 하는 의문이 떠오를 것입니다.

대부분의 과학자들은 그 근원을 설명하기 위해, 시초에 우주가 아주 작고 밀도가 높은 점(특이점)이었을 때로 거슬러올라가지만, 우리는 다음과 같은 근원적인 문제점을 피할 수 없습니다. “과거 언젠가 우주가 한때 크기는 무한히 작고 밀도는 무한히 높은 특이점에 가까운 상태로 존재하였다면, 그 전에는 무엇이 있었으며 우주 바깥에는 무엇이 있었냐고 우리는 묻지 않을 수 없다. ·⁠·⁠· 우리는 여전히 우주의 시작이라는 문제에 봉착하지 않을 수 없다.”—버나드 로벌 경.

여기에는 단지 막대한 에너지의 근원만 관련되어 있는 것이 아닙니다. 선견지명과 지성도 필요합니다. 우주의 팽창률이 아주 정밀하게 조정되는 것 같기 때문입니다. “우주가 1조분의 1만큼만 더 빨리 팽창했더라도, 우주 내의 모든 물질은 지금쯤 산산이 흩어지고 말았을 것이다. ·⁠·⁠· 그리고 팽창 속도가 1조분의 1만큼만 더 느렸더라도, 우주는 존재한 지 10억 년 정도도 채 안 돼서 중력으로 인해 붕괴되고 말았을 것이다. 또한, 오래 된 별도, 생명체도 전혀 없었을 것이다.” 로벌 경의 말입니다.

시작을 설명하려는 시도

전문가들은 현재 우주의 기원을 설명할 수 있습니까? 우주가 훨씬 뛰어난 지성을 가진 존재에 의해 창조되었다는 생각을 받아들이기 어려워하는 많은 과학자들은, 우주가 어떤 일련의 작용에 의해서 무(無)에서 저절로 생겨났다고 추측합니다. 그러한 추측이 합리적으로 들립니까? 그러한 추측은 대개, 1979년에 물리학자 앨런 구스가 생각해 낸 이론(우주 급팽창 이론)c을 약간 변형한 이론과 관련이 있습니다. 하지만 얼마 전에 구스 박사는 자신의 이론은 “우주가 어떻게 무(無)에서 생겨났는지 설명하지 못한다”고 시인하였습니다. 안드레이 린데 박사는 「사이언티픽 아메리칸」지에 실린 한 기사에서 더욱 분명히 이렇게 말하였습니다. “이 시초의 특이점을 설명하는 것—언제 어디서 그 모든 일이 시작되었는지를 설명하는 것—은 현대 우주론에서 가장 다루기 힘든 문제로 여전히 남아 있다.”

전문가들이 우주의 기원이나 초기의 발달 과정을 사실상 설명하지 못한다면, 설명을 듣기 위해 다른 곳을 찾아보아야 하지 않겠습니까? 사실 우리에게는, 많은 사람들이 간과해 왔지만 이 문제에 대해 진정한 통찰력을 갖게 해줄 수 있는 몇 가지 증거를 고려해 볼 만한 타당한 이유가 있습니다. 그 증거 가운데는, 온갖 속성과 변화의 원인이 되어 물질에 영향을 미치는, 정확히 측정된 네 가지 기본적인 힘도 포함되어 있습니다. 기본적인 힘이라는 말만 들어도, 망설이며 ‘그것은 물리학자들이나 연구할 문제이다’라고 생각하는 사람들이 있을지 모릅니다. 그러나 그렇지 않습니다. 기본적인 사실들은 우리에게도 영향을 미치기 때문에 고려할 만한 가치가 있습니다.

정밀 조정

그 네 가지 기본적인 힘은 광대한 우주는 물론 무한히 작은 원자 구조 속에서도 작용하고 있습니다. 그렇습니다. 우리 주위에서 볼 수 있는 모든 사물이 관련되어 있습니다.

우리의 생명에 필수적인 원소들(특히 탄소, 산소, 철)도 우주에 분명히 작용하는 네 가지 힘의 정밀한 조정이 없다면 존재할 수 없습니다. 우리는 이미 한 가지 힘, 즉 중력에 관해 언급하였습니다. 또 다른 힘은 전자기력입니다. 이 힘이 지금보다 훨씬 약하다면, 전자는 원자의 핵 주위에 머물러 있지 않을 것입니다. ‘그렇게 되면 심각한 문제가 발생합니까?’ 하고 궁금해하는 사람들이 있을 것입니다. 그렇습니다. 심각한 문제가 발생합니다. 원자들이 결합해서 분자를 형성할 수 없기 때문입니다. 반대로, 이 힘이 지금보다 훨씬 강하다면, 전자는 원자의 핵에 붙어 있게 될 것입니다. 원자들 사이에 화학 반응이 일어날 수 없을 것이며, 그렇게 되면 생명도 존재할 수 없을 것입니다. 이런 점만 생각해 보더라도, 우리가 존재하고 생명을 유지하는 것이 정밀하게 조정되는 전자기력에 의존해 있다는 것을 분명히 알 수 있습니다.

그리고 우주의 규모를 생각해 보십시오. 전자기력에 약간의 변화만 생겨도 태양에 영향을 미쳐서 지구에 도달하는 빛에 변화가 생겨, 식물이 광합성을 하기가 어려워지거나 불가능해질 것입니다. 그러한 변화는 또한 물에서 생명에 필수적인 독특한 특성을 빼앗아 갈 것입니다. 그러므로 이 면에서도, 정밀하게 조정된 전자기력에 의해서 우리의 생사 여부가 결정됩니다.

그에 못지 않게 중요한 것은, 전자기력이 다른 세 가지 힘과 관련하여 가지는 강도입니다. 예를 들면, 일부 물리학자들은 전자기력이 중력보다 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000(10⁴⁰)배나 강하다고 추산합니다. 이 숫자에다 0을 한 개 더 붙이는 것(10⁴¹)은 사소한 변화처럼 보일지 모릅니다. 하지만 그렇게 되면 중력이 상대적으로 지금보다 더 약해지는 것을 의미할 것이며, 라인하르트 브로이어 박사는 그로 인해 초래될 수 있는 상황에 대해 이렇게 말합니다. “중력이 지금보다 약해지면 별들이 더 작아질 것이고, 그 별들의 내부에서 작용하는 중력의 압력으로는 핵융합 반응이 일어날 정도로 높은 온도가 발생하지 않을 것이며, 그 결과 태양도 빛을 발하지 못하게 될 것이다.” 그렇게 되면 우리에게 어떠한 일이 벌어질 것인지 능히 상상할 수 있을 것입니다!

중력이 상대적으로 더 강해져서 전자기력의 숫자에 0이 단지 39개만 있다면(10³⁹) 어떻게 되겠습니까? 브로이어 박사는 계속 이렇게 말합니다. “이러한 사소한 조정만 있어도 태양과 같은 별의 평균 여명이 급격히 줄어들 것이다.” 그런데 다른 과학자들은 이러한 정밀 조정이 훨씬 더 정밀하게 진행된다고 생각합니다.

사실, 태양을 비롯한 여러 별들의 주목할 만한 두 가지 특성은 장기간 지속되는 효율성과 안정성입니다. 간단한 예를 고려해 봅시다. 자동차가 효율적으로 달리려면 엔진 내에서 연료와 공기의 비율이 정밀하게 조정되어야 한다는 것을 우리는 알고 있습니다. 공학자들은 엔진의 효능을 극대화하기 위해 기계나 컴퓨터의 시스템을 복잡하게 설계합니다. 자동차 엔진도 그렇게 복잡하게 설계해야 한다면, 태양처럼 효율적으로 “타고 있는” 별들은 어떠하겠습니까? 관련된 주요 힘들이 정밀하게 조정되어, 생명을 유지하기에 가장 알맞은 상태를 이루고 있는 것입니다. 그처럼 정밀하게 조정되는 일이 우연히 일어났겠습니까? 고대에 살던 사람 욥은 다음과 같은 질문을 받았습니다. “네가 하늘을 지배하는 규칙을 공포하였느냐? 아니면 땅에 작용하는 자연의 법칙을 정하였느냐?” (욥 38:33, 「신 영어 성서」) 어떠한 사람도 그런 일을 하지 않았습니다. 그렇다면 그처럼 정밀하게 조정하는 일은 어디에서 기원한 것입니까?

핵 속의 두 가지 힘

우주의 구조를 유지하는 데는 단지 중력과 전자기력을 정밀하게 조정하는 것보다 훨씬 더 많은 일이 관련됩니다. 다른 두 가지 물리적 힘 역시 우리의 생명과 관련이 있습니다.

이 두 가지 힘은 원자의 핵 속에서 작용하며, 그러한 힘이 존재한다는 사실은 선견지명의 풍부한 증거가 됩니다. 강핵력을 고려해 보십시오. 이 힘은 원자의 핵 속에서 양자와 중성자를 결합시키는 역할을 합니다. 이처럼 결합시켜 주는 덕분에, 여러 가지 원소가—(헬륨이나 산소와 같은) 가벼운 원소에서부터 (금이나 납과 같은) 무거운 원소까지—형성될 수 있습니다. 만일 이 결합시켜 주는 힘이 지금보다 단지 2퍼센트만 더 약하다면 수소밖에는 존재하지 않을 것 같습니다. 반대로, 이 결합시켜 주는 힘이 지금보다 조금만 더 강하다면, 무거운 원소들만 발견되고 수소는 전혀 발견되지 않을 것입니다. 우리의 생명도 영향을 받을 것입니까? 우주에 수소가 부족하다면, 태양은 생명을 주는 에너지를 발하는 데 필요한 연료가 떨어질 것입니다. 따라서 틀림없이 우리는 물이나 식품을 얻지 못하게 될 것입니다. 수소는 물이나 식품에 모두 없어서는 안 될 원소이기 때문입니다.

약핵력이라고 하는, 우리가 논의하는 네 번째 힘은 방사성 원소의 붕괴를 조절합니다. 이 힘은 또한 태양의 열핵 활동에도 영향을 미칩니다. ‘이 힘도 정밀하게 조정되고 있는가?’ 하고 당신은 질문할지 모릅니다. 수학자이며 물리학자인 프리먼 다이슨은 이렇게 설명합니다. “이 약핵[력]은 핵의 힘의 수백만 분의 일밖에 되지 않는다. 이 힘은 태양에서 수소가 느리고 꾸준한 속도로 탈 수 있을 정도로 약하다. 만일 이 약핵[력]이 지금보다 훨씬 더 강하거나 훨씬 더 약하다면, 태양과 같은 별에 의존하고 있는 모든 생명체는 또다시 위기에 처하게 될 것이다.” 그렇습니다. 이처럼 정밀하게 조정된 속도로 타고 있기 때문에 우리의 지구는—화염에 휩싸이는 것이 아니라—계속 따뜻함을 유지하며 우리가 계속 살아 있게 해줍니다.

뿐만 아니라, 과학자들은 이 약핵력이 초신성 폭발에도 작용한다고 믿는데, 과학자들은 이 폭발 과정에서 대부분의 원소가 생겨서 분배된다고 설명합니다. “만일 핵 속의 그 힘들이 어떤 이유에서든 현재와 조금이라도 차이가 난다면, 별들은 당신과 나의 몸을 구성하고 있는 원소들을 만들어 내지 못할 것이다.” 물리학자 존 폴킹혼의 설명입니다.

더 많은 점을 설명할 수도 있겠지만, 당신은 아마 이미 요점을 이해하였을 것입니다. 이 네 가지 기본적인 힘은 놀라울 정도로 정밀하게 조정되고 있습니다. “자연이 일을 올바로 하는 방법을 알고 있었다는 증거를 우리 주위 어디에서나 볼 수 있는 것 같다”고 폴 데이비스 교수는 기술하였습니다. 그렇습니다. 정밀하게 조정되는 기본적인 힘들 덕분에 태양, 생명을 유지시켜 주는 물이 있는 살기 좋은 지구, 생명 유지에 대단히 중요한 대기, 지상에 즐비하게 널려 있는 귀중한 화학 원소들이 존재하고 활동할 수 있습니다. 그러나 이렇게 자문해 보십시오. ‘그처럼 정밀하게 조정되는 이유가 무엇인가? 그리고 그러한 일은 어디에서 기인한 것인가?’

지구의 이상적인 특징

우리가 존재하려면 다른 부면에서도 정밀함이 요구됩니다. 지구의 크기와 위치를 태양계 내의 다른 행성들과 비교해서 생각해 보십시오. 성서 욥기에는 다음과 같은 겸손하게 만드는 질문이 들어 있습니다. “내가 땅의 기초를 놓을 때에 네가 어디 있었느냐 ·⁠·⁠· 누가 그 도량을 정하였었는지 ·⁠·⁠· 네가 아느냐.” (욥 38:4, 5) 이전 어느 때보다도 그러한 질문에 대한 답이 요구됩니다. 이유가 무엇입니까? 태양계 내에서의 지구의 크기와 위치를 포함하여, 우리의 지구와 관련하여 발견된 놀라운 사실들 때문입니다.

우주 내에서 지구와 같은 행성은 다른 어느 곳에서도 발견된 적이 없습니다. 물론, 일부 과학자들은 어떤 별들에는 지구보다 수백 배나 더 큰 물체들이 궤도를 그리며 돈다는 간접적인 증거를 지적합니다. 하지만 지구의 크기는 우리가 생존하기에 딱 알맞게 되어 있습니다. 어떤 의미에서 그렇게 말할 수 있습니까? 지구가 지금보다 조금만 더 크다면 중력이 더 세져서 가벼운 가스인 수소가 지구의 중력을 벗어나지 못해 대기에 쌓이게 될 것입니다. 그렇게 되면 대기는 생명을 유지하기에 적합하지 않게 될 것입니다. 한편, 지구가 지금보다 조금만 더 작다면 생명을 유지시켜 주는 산소가 빠져 나가고 지표면의 물이 증발해 버릴 것입니다. 어느 경우이든, 우리는 생명을 유지할 수 없을 것입니다.

지구는 또한 태양에서 아주 이상적인 거리에 있어서, 생물이 번성하기에 아주 중요한 조건을 이루고 있습니다. 천문학자 존 배로와 수학자 프랭크 티플러는 “지구의 반지름과 태양과의 거리의 비율”을 연구하였습니다. 그들이 내린 결론에 의하면, “이 비율이 현재 관찰된 바와 조금이라도 차이가 난다면” 인간 생명은 존재하지 못할 것입니다. 데이비드 L. 블럭 교수는 이렇게 말합니다. “계산에 의해 밝혀진 바에 의하면, 지구가 태양에 5퍼센트만 더 가까운 위치에 있었다면 걷잡을 수 없는 온실 효과[지구가 과열된 상태]가 약 40억 년 전에 발생했을 것이다. 한편, 지구가 태양에서 1퍼센트만 더 멀리 떨어져 있었다면 걷잡을 수 없는 빙하 작용[지구의 많은 부분이 거대한 얼음으로 뒤덮이는 현상]이 약 20억 년 전에 일어났을 것이다.”—「우주—우연의 산물인가, 설계의 산물인가?」(Our Universe: Accident or Design?).

이러한 정밀함 외에도, 또한 지구는 그 축을 중심으로 하루에 한 번씩 자전하는데, 그것은 적당한 온도를 유지하기에 딱 알맞은 속도라는 사실이 있습니다. 금성은 자전하는 데 243일이 걸립니다. 지구가 자전하는 데 그렇게 오랜 시간이 걸린다면 어떻게 되겠는지 한번 생각해 보십시오! 낮과 밤이 그토록 길어질 때 생기는 극심한 온도에서 우리는 살아 남지 못할 것입니다.

또 한 가지 매우 중요한 세부적인 사실은, 지구가 태양을 공전하며 그리는 궤도입니다. 혜성들은 넓게 타원을 그리며 돕니다. 감사하게도, 지구는 그렇게 돌지 않습니다. 지구가 그리는 궤도는 원에 가깝습니다. 이로 인해 우리는 이 면에서도 치명적인 극심한 온도를 경험하지 않게 됩니다.

우리는 또한 태양계의 위치를 무시해서는 안 됩니다. 태양계가 은하계의 중심에 더 가까운 곳에 있다면, 근처에 있는 별들의 중력 효과 때문에 지구의 궤도가 뒤틀어질 것입니다. 그와 반대로, 태양계가 은하계의 맨 가장자리에 있다면, 밤하늘에는 별이 거의 보이지 않을 것입니다. 별빛이 생명 유지에 꼭 필요한 것은 아니지만, 별빛은 밤하늘의 아름다움을 크게 더해 주지 않습니까? 그리고 과학자들이 우주에 대한 현재의 개념에 근거하여 계산해 낸 바에 의하면, 은하계의 가장자리에는 태양계와 같은 것을 형성하는 데 필요한 화학 원소가 충분하지 않았을 것입니다.d

법칙과 질서

개인 경험을 통해, 당신도 아마 모든 물체는 무질서로 향하는 경향이 있다는 것을 알고 있을 것입니다. 집을 소유한 사람이라면 누구나 관찰하였겠지만, 집을 그냥 내버려 두면 모든 것이 부서지거나 허물어지는 경향이 있습니다. 과학자들은 이러한 경향을 가리켜 “열역학 제2 법칙”이라고 합니다. 우리는 이러한 법칙이 매일 작용하는 것을 볼 수 있습니다. 새로 산 자동차나 자전거도 그냥 내버려 두면 폐물이 될 것입니다. 어떤 건물을 사용하지 않은 채 내버려 두면 폐허가 될 것입니다. 우주는 어떠합니까? 우주에도 동일한 법칙이 적용됩니다. 따라서 당신은 우주 전체에 편만해 있는 질서도 결국 완전히 무질서로 바뀌게 될 것이라고 생각할지 모릅니다.

그러나 수학 교수인 로저 펜로즈가 관찰 가능한 곳까지 우주의 무질서한 상태의 정도(즉 엔트로피)를 연구해서 알아낸 바와 같이, 우주에는 그러한 일이 일어나지 않는 것 같습니다. 새로 밝혀진 그러한 사실을 논리적으로 해석하는 방법은, 우주는 질서 정연한 상태에서 시작하였고 지금도 고도로 조직된 상태를 유지하고 있다고 결론짓는 것입니다. 천체 물리학자인 앨런 라이트먼은, 과학자들은 “우주가 그처럼 고도로 질서 정연한 상태로 창조되었다는 사실을 신비롭게 여기고 있다”고 말하였습니다. 그는 또한, “우주론 가운데 어떤 이론이든 성공하려면 궁극적으로 이 엔트로피 문제를 설명해야 한다”고 덧붙여 말하였습니다. 다시 말해서 우주는 왜 무질서하게 되지 않았는지 하는 문제입니다.

사실상, 우리가 존재한다는 사실은 이 기정 사실화된 법칙, 즉 열역학 제2 법칙에 위배되는 것입니다. 따라서 우리가 이 땅에 살아 있는 이유는 무엇입니까? 이미 지적한 바와 같이, 바로 그것이 우리가 대답을 얻고 싶어해야 하는 근본적인 질문입니다.

[각주]

[15면 네모]

별의 수를 헤아려 봄

은하계에는 100,000,000,000개(1000억 개)가 넘는 별이 있는 것으로 추산된다. 그 각각의 별에 한 면만을 할애한 백과 사전이 있다고 상상해 보라. 태양은 물론 태양계 내의 나머지 행성들에도 한 면밖에 할애하지 않는다고 하자. 그 백과 사전이 은하계에 있는 별을 다 다루려면 도대체 몇 권이나 되는 책이 필요하겠는가?

보통 두께의 책을 사용한다 해도, 서가가 412킬로미터나 되는 뉴욕 시립 도서관도 그 백과 사전을 다 수용할 수 없을 것이라고 한다!

그 백과 사전을 다 살펴보려면 얼마나 많은 시간이 걸리겠는가? “한 면을 1초에 보는 속도로 책장을 넘긴다 하더라도 1만 년이 넘게 걸릴 것”이라고 「은하계의 성숙」(Coming of Age in the Milky Way)에서는 설명한다. 하지만 은하계를 구성하고 있는 별들은 우주의 약 50,000,000,000개(500억 개)의 은하에 있는 별들에 비하면 극히 일부분에 불과하다. 그 모든 별에 각각 한 면을 할애한 백과 사전이 있다면, 지상에 있는 모든 도서관의 서가를 총동원한다 하더라도 모자랄 것이다. “우주에 대해 더 많이 알수록 우리가 아는 게 얼마나 적은지 더욱 절실히 깨닫게 된다”고 그 책은 기술한다.

[16면 네모]

우주의 시작에 대한 자스트로의 견해

컬럼비아 대학교의 천문학 및 지질학 교수인 로버트 자스트로는 이렇게 기술하였다. “이러한 일—우주의 갑작스러운 탄생—이 증명된 과학적 사실이 될 것이라고 예상할 수 있었던 천문학자는 거의 없었겠지만, 망원경을 통해 하늘을 관찰한 결과 그들은 그러한 결론을 내리지 않을 수 없었다.”

그런 다음 자스트로 교수는 그 의미에 관해 이렇게 말하였다. “우주의 시작에 관한 천문학적인 증거로 인해 과학자들은 당황하지 않을 수 없게 된다. 모든 결과에는 당연히 원인이 있다고 믿고 있기 때문이다. ·⁠·⁠· 영국의 천문학자 E. A. 밀른은 이렇게 썼다. ‘[시초에] 어떠한 일이 있었는지 우리는 아무런 주장도 할 수 없다. 하느님이 창조 활동을 할 때 관찰하거나 목격한 사람이 아무도 없기 때문이다.’”—「황홀한 광경—우주에 나타나 있는 지성」(The Enchanted Loom—Mind in the Universe).

[17면 네모]

네 가지 기본적인 물리적 힘

1. 중력—원자에는 매우 약한 힘밖에 못 미친다. 큰 물체들—행성, 항성, 은하—에 더 큰 영향을 미친다.

2. 전자기력—양자와 전자가 서로 끌어당기게 하는 주된 힘으로서, 분자가 형성되게 한다. 번개는 이 힘이 작용한다는 한 가지 증거이다.

3. 강핵력(強核力)—원자의 핵 속에서 양자와 중성자를 결합시키는 힘.

4. 약핵력(弱核力)—방사성 원소의 붕괴와 태양의 효율적인 열핵 활동을 지배하는 힘.

[20면 네모]

“우연의 일치의 절묘한 조화”

“약핵력이 지금보다 조금만 더 강했더라도 헬륨은 전혀 만들어지지 않았을 것이고, 약핵력이 지금보다 조금만 더 약했더라도 거의 모든 수소가 헬륨으로 바뀌었을 것이다.”

“우주에 헬륨이 어느 정도 존재하면서 동시에 폭발하는 초신성들이 존재할 가능성은 매우 희박하다. 우리의 생존은 이 우연의 일치의 절묘한 조화에 달려 있고, 또한 한층 더 극적인 우연의 일치, 즉 [천문학자 프레드] 호일이 예언한 핵에너지 수준에도 달려 있다. 이전의 모든 세대와는 달리, 우리는 우리가 어떻게 존재하게 되었는지를 알고 있다. 그러나 이전의 모든 세대와 마찬가지로, 우리는 우리가 왜 존재하는지 아직도 모르고 있다.”—「뉴 사이언티스트」.

[22면 네모]

“지구의 크기가 이상적인 것, 원소로 구성되어 있는 것, 영속적인 별인 태양에서 이상적인 거리를 유지하면서 원에 가까운 궤도를 그리는 것 등으로 인해 지상에 형성된 특별한 조건 덕분에 지표면에 물이 축적될 수 있었다.”(「동물학의 조화를 이루는 원칙들」[Integrated Principles of Zoology], 제7판) 물이 없었다면 지상에 생물이 등장하지 못했을 것이다.

[24면 네모]

보는 것만 믿는가?

합리적인 많은 사람들은 보이지 않는 것도 존재한다는 사실을 인정한다. 1997년 1월에 「디스커버」지는, 멀리 떨어져 있는 별들의 궤도를 돌고 있다는 결론이 내려진 약 12개의 행성을 천문학자들이 드디어 발견하였다고 보고하였다.

“지금까지는 단지 그 새로 발견한 행성들의 중력이 모체가 되는 별들의 움직임에 일으키는 변화를 보고서 그 행성들이 존재한다는 사실을 알고 있었다.” 그렇다. 천문학자들에게는 중력이 가시적으로 미치는 영향이, 보이지 않는 천체들의 존재를 믿을 수 있는 근거가 되었다.

과학자들에게는 직접적인 관찰이 아니라 관련된 증거가, 아직은 볼 수 없는 것들을 인정하는 충분한 근거가 되었다. 창조주의 존재를 믿는 많은 사람들이 내린 결론도, 볼 수 없는 분을 인정할 수 있는 그와 비슷한 근거가 있다는 것이다.

[25면 네모]

프레드 호일 경은 「우주의 속성」(The Nature of the Universe)에서 이렇게 설명한다. “창조 문제를 회피하려면, 우주 내의 모든 물질이 무한히 오래 된 것이라고 믿을 필요가 있는데, 그렇게 믿을 수가 없다. ·⁠·⁠· 수소는 헬륨을 비롯한 다른 원소들로 꾸준히 변하고 있다. ·⁠·⁠· 그런데 우주는 어째서 거의 전적으로 수소로만 이루어져 있는가? 물질이 무한히 오래 된 것이라면, 이러한 일은 정말로 불가능할 것이다. 따라서 우리는, 우주가 지금과 같은 상태로 존재하는 한 창조 문제는 결코 회피할 수 없다는 것을 깨닫게 된다.”

[12, 13면 삽화]

여기 나선 은하 NGC 5236으로 예시되어 있는 은하계 내에서, (네모 안에 있는) 태양은 아주 미미한 존재이다

은하계에는 1000억 개가 넘는 별이 있으며, 은하계는 현재까지 알려진 우주 내의 500억 개가 넘는 은하 중 한 개에 불과하다

[14면 삽화]

천문학자인 에드윈 허블(1889-1953년)은, 멀리 떨어져 있는 은하들에서 오는 빛의 적색 이동, 즉 빛의 스펙트럼선이 파장이 긴 쪽으로 쏠리는 것은 우주가 팽창하고 있음을 보여 주는 것이며, 따라서 우주에 시작이 있었음을 보여 주는 것이라고 생각하였다

[19면 삽화]

태양의 활동을 조종하는 힘들은 정밀하게 조정되어, 우리가 지상에서 살기에 꼭 알맞은 조건을 이룬다