KISTI의 과학향기

건널 수 없는 선이 있을까요?
무슨 수를 쓰든 갈 수 없는 곳이 있을까요?
네. 있습니다
영화에서나 나오는 방법을 쓰더라도
우리는 우주의 일부에 갇혀 삽니다
왜 그럴까요?
또 얼마나 멀리 갈 수 있을까요?
우리는 은하수의 한 가지에 살고 있습니다
지름이 십만광년쯤 되는 평범한 크기의 은하죠
수많은 별, 성운, 암흑물질, 중성자별, 블랙홀, 행성이
초거대 블랙홀을 중심으로 돌고있죠
멀리서 보면 은하수는 꽤나 빽빽해 보이지만
사실은 대부분 빈 공간입니다
현재 기술로 우리가
가장 가까운 별에 사람을 보낸다면
수천년 정도나 걸리죠
이렇게 보면 은하수는 상당히 커 보입니다
그러나, 은하수가 전부는 아닙니다
안드로메다 은하와 50여개의 작은 은하가 뭉쳐
국부은하군을 이루고 있습니다
대략 천만 광년 정도 크기죠
다른 수백개의 은하군이 모여
라니아케아 초은하단을 이룹니다
관측가능한 우주를 이루는
수백만 개의 초은하단 중 하나입니다
장밋빛 인류의 미래를 생각해 보죠
인류가 3단계 문명이 되고
외계인들에게 멸종 당하지 않고
항성간 여행을 개발하는 것을
물리학에 대한 이해를 바탕으로 성취한 상황을 말이죠.
이런 최상의 상태에서
우리는 어디까지 갈 수 있을 까요?
글쎄요? 국부은하군 밖에 못갈겁니다.
인류가 갈 수 있는 가장 먼 거리죠
엄청난 크기인 것 같지만
우주에서 국부은하군이 차지하는 크기는
고작 0.00000000001% 뿐이죠
잠깐 그 크기를 생각해 봅시다
대략 수천억 분의 1이
우리가 가질 수 있는 우주의 전부죠
그 넓은 우주의 대부분을
갈 수 없다는 사실이 놀라울 뿐이죠
왜, 더 멀리 못갈까요?
바로 빈 공간의 성질 때문입니다
빈 공간 혹은 진공은 텅 비어있지 않습니다
대신 양자요동이라 하는
에너지로 가득 차있죠
자세히 들여다보면
여러 일들이 일어나고 있습니다
입자와 반입자가 나타났다 사라지고 있죠
마치 끓는 물처럼 빽빽한 곳과 빈 곳이 있죠
이제, 138억년을 되돌아 가
우주에 아무것도 없을 때를 생각해봅시다
빅뱅 직 후 인플레이션이 일어날 때
우주는 찰나의 순간에
구슬만한 크기에서 수조킬로미터로 부풀어 오릅니다
이런 폭발적인 팽창에
그 안의 양자 요동도 같이 커져버렸죠
결국 원자간의 거리가 은하간 거리만큼 커져버립니다
빽빽한 곳과 빈 곳도 그대로 커졌죠
인플레이션이 진정되고 중력이 힘을 쓰기 시작하지만
중력이 힘을 쓰기엔 너무 커져버린 후였고
오직 가까운 것들만 중력에 붙잡혔죠
시간이 흐르고
우주의 빽빽한 곳은
더욱 뭉쳐 현재의 은하군을 만듭니다
오직 국부은하군 내의 별들만이
중력에 붙잡혀 있습니다
그래서 뭐가 문제냐구요?
왜 국부 은하군을 벗어날 수 없는거죠?
해답은 암흑에너지 때문입니다
60억년 전 암흑에너지가 우주를 지배하기 시작했습니다
기본적으로, 눈에 보이진 않지만
우주를 더 빠르게 부풀리는 힘을 내고 있죠
암흑에너지가 뭔지 또 왜 그런진 모르지만
분명 암흑에너지가 있는 것은 확실하죠
우주 초기,
국부은하군 근처 차가운 곳에서
수천개의 은하를 품은 거대한 은하단이 탄생합니다
우리는 수많은 별들로 둘러쌓였었죠
하지만 중력으로 붙잡기엔 너무 멀어
우주가 커질수록
먼 은하군은 더 빨리 멀어집니다
시간이 더 흐를수록
암흑에너지는 주위의 모든 은하군을
우리가 갈 수 없는 곳까지 밀어낼겁니다
가장 가까운 은하군은 이미 수백만 광년 멀어졌습니다
더군다나 상상도 못하는 속도로 달아나고 있죠
국부 은하군을 떠날 수는 있습니다
하지만 어둠말고 갈 수 있는 곳은 없습니다
반대로 우리가 고립될수록
국부 은하군은 더욱 뭉쳐
수십억 년 이내에
하나의 거대한 타원 은하를 만들겁니다
밀크드로메다의 탄생이죠
하지만 슬프게도
이때쯤엔 외부 은하들은 너무 멀어져
희미해지고
그나마 오는 빛도
적색편이로 볼 수 없게 됩니다
이때쯤이면
국부 은하군 밖은 전혀 알 수 없을 겁니다
우주가 점점 희미해지다
영원히 어둠속으로 모습을 감추게 될 겁니다
밀크드로메다의 생명체는
자기 은하 말고는 볼 게 없을겁니다
아무리 뚫어지게 봐도
더욱 깊은 어둠 뿐이죠
우주 배경 복사도 볼 수 없고
빅뱅이 있었는지조차 모를겁니다
우리가 잘 아는 우주가 커지고 있다는 사실조차
알 길이 없죠
그들의 눈엔 우주는 변하지 않고 영원할 뿐입니다
밀크드로메다는 홀로 어둠속을 떠돌겁니다
점점 어두워지면서 말이죠
아직 국부은하군은 인류에겐 충분히 큽니다
당장 태양계를 떠날 궁리부터 해야죠
그뒤엔 은하수를 여행하는 데만 수십억년은 걸릴겁니다
우리는 아주 운이 좋은 편입니다
우주의 미래와 과거를
모두 볼 수 있는 순간을 살고 있죠
당장 우주가 커진다 해도
우리는 지금처럼 멋진 우주를 볼 수 있습니다