천문학, 가장 역사 깊은 학문, 가장 앞선 학문

천문학은 가장 유서 깊은 학문이다. 별들로 촘촘한 밤하늘 아래에 있으면 누구나 천문학자가 된다. “별이란 무엇일까?”, “우주는 어떻게 시작되었을까?”, “우리는 어디에서 왔을까?”, “우주에서 우리는 어디쯤에 있을까?”, “우리는 어디로 가는 것일까?” 태곳적부터 별은 신비한 힘으로 모든 인간에게 질문을 심어놓았다. 처음에는 종교와 철학에서 답을 찾았다. 그렇지만 우주를 과학으로 탐구하고 이해하는 시대에 접어듦에 따라, 이제 첨단 기술과 이론으로 무장한 천문학이 지식의 최선전에 자리 잡게 되었다.
《별》은 프랑스의 세계적인 천체물리학자인 앙드레 브라익과 이자벨 그르니에가 이처럼 유서 깊은 학문이면서도 최첨단 학문인 천문학의 역사와 성과를 정리한 책이다. 《별》은 인간이 진보하면서 우리가 아는 우주가 어떻게 확장되었는지 소개한다. 우리는 이 책에서 갈릴레오가 달의 분화구와 태양의 흑점으로 아리스토텔레스적인 세계관을 뒤흔든 사실과 프리드리히 베셀이 백조자리 61번 별까지의 거리를 측정함으로써 당시에 알려진 것보다 우주가 무려 1만 배나 더 커졌다는 사실을 알 수 있다.

천체를 이해하기 위한 천문학의 발전은 느리게 진행되어왔다. 그러나 천문학의 역사는 인간 지성의 힘과 미신에 대한 이성의 승리를 완벽하고 훌륭하게 보여준다.(본문 34쪽)

우주는 앨리스의 이상한 나라 못지않은 곳으로 우리를 이끈다. 놀랍고도 아름다운 장관이 우리를 기다리고 있다. 자, 어디서부터 시작할까? 아름다운 별자리 오리온자리? 백조자리? 궁수자리?

보이지 않는 빛으로 별, 은하, 우주를 본다!

빛은 오랫동안 불가사의로 남아 있었지만, 우리가 별을 이해할 수 있는 것은 별이 우리에게 보내오는 빛 덕분이다. 비록 별을 직접 찾아가 연구하지는 못하더라도 천문학자들은 별빛을 탐지하고 해독함으로써 우주를 연구하고 있다. 그런데 사실 빛에는 우리 눈에 보이는 가시광선만 있는 것이 아니다. 빛은 전자기파로서 가시광선보다 파장이 긴 라디오파, 마이크로파, 적외선을 비롯해 가시광선보다 파장이 짧은 자외선, 엑스선, 감마선 등으로 나눌 수 있다.
《별》은 가시광선의 붉은색보다 더 붉은 빛으로, 보라색보다 더 짙은 빛으로 별, 은하, 우주를 연구한 최신 보고서다. 빛 하나하나는 천체의 한 면 한 면을 드러내 보여주는데, 천체를 온전히 파악하기 위해서는 퍼즐을 맞추듯이 해야 한다. 덕분에 보이지 않는 빛에 담긴 귀중한 정보를 분석하고 종합함으로써 우리는 우주를 완전히 새롭게 이해할 수 있게 되었다. 《별》에는 가시광선을 비롯해 온갖 빛으로 찍은 최신 사진이 담겨 있다. 만날 흑백영화만 보다 총천연색 영화를 본다고 상상해보라. 우주의 다양하고 장엄한 빛의 세계를 감상할 수 있게 된 우리는 이 얼마나 운이 좋은 시대에 살고 있는가?
이제 우리는 일반 광학 망원경을 비롯해 우주에 설치한 허블우주망원경, 스피처(적외선 망원경), SEST(라디오파 망원경), 갤렉스(자외선 망원경), XMM-뉴턴(엑스선 망원경), CGRO(감마선 관측 위성) 등을 갖추었다. 모든 빛을 하나도 놓치지 않고 관측할 수 있게 된 것이다.

천문학자는 천재? 천문학자는 대인배!

가장 이해할 수 없는 것은 우주를 이해할 수 있다는 점이다. - 알베르트 아인슈타인

《별》은 천문학이 어렵다는 선입견을 보기 좋게 깨는 책이다. 천문학 하면 먼저 아이작 뉴턴, 알베르트 아인슈타인, 스티븐 호킹 등 내로라하는 천재들이 떠오른다. 그리고 가장 앞선 학문답게 수학, 물리학, 화학, 공학 등 머리 아프기로 소문난 학문들과도 관계가 돈독하다. 사정이 이렇다보니 사람들은 흔히 천문학을 ‘엄친아’들이나 이해할 수 있는 학문으로, 천문학자들을 세상과 동떨어진 사람으로 치부하기 일쑤다. 그렇지만 《별》은 전혀 부담스럽지 않은 책이다. 어려운 천문학 용어 대신 편한 일상어로 별이 어떻게 진화해 은하를 이루는지, 우주가 어떻게 137억 년 동안 진화해왔는지 설명한다. 저자 앙드레 브라익은 권위 있는 학자이면서 동시에 대중의 사랑을 받는 저술자로서의 진가를 유감없이 보여준다.
천문학자들에게서 전혀 예상하지 못한 모습이 보이기도 한다. 바로 천문학자들의 통, 스케일이다. 천문학자들이 연구하는 우주는 그 역사가 무려 137억 년이나 된다. 인간의 학문 가운데 이보다 더 긴 역사를 연구하는 학문은 없다. 그뿐만 아니라 그 넓이 또한 견줄 만한 학문이 절대 없다. 별은 인간보다 10억 배나 더 크고 은하는 별보다 1조 배나 더 크다. 관측 가능한 우주는 은하보다 10만 배 이상이나 더 광대하다. 현대 천문학이 상정한 관측 가능한 우주의 반지름은 137억 광년이다. 이미 인간이 상상할 수도 없는 수준이다. 이제껏 보아온 은하와는 판이한 사진을 보여주면서 별이 5억 개쯤 될 거라며 한번 세어보기를 권하는 저자들의 너스레를 듣고 있자면 정말 천문학자들은 ‘대인배’라는 생각이 저절로 들 것이다.

《별》, 은하를 여행하는 히치하이커를 위한 최신 내비게이터

‘물 반 고기 반’ 대신 《별》은 ‘글 반 별 사진 반’으로 구성되어 있다. 그냥 맨눈으로 봐도 아름답고 다채로운 우주를 적외선, 자외선 등 모든 종류의 빛으로 찍어놓은 사진은 매우 인상 깊다. 이제 갓 태어난 아기별에서 ‘우주적인’ 폭발로 생을 마감한 슈퍼노바에 이르기까지 《별》은 독자에게 별이 진화하는 모든 장면을 제공한다. 우주를 여행할 때 이정표로 삼을 만한 별자리와 은하, 별들을 컬러 사진으로 확인할 수 있다.
우주를 안전하게 여행하려면 궁수자리 A*(219쪽)는 피해야 할 것이다. 하늘의 가르강튀아인 거대한 블랙홀이 여행객을 집어삼킬 것이기 때문이다. 별이 태어나는 장면을 보고 싶다면 오리온자리대성운(104쪽)으로, 별이 폭발하는 장면을 보고 싶다면 피스톨 별(214쪽)로 여행을 떠날 수 있을 것이다. 멋진 은하를 보고 싶다면 사랑에 빠진 두 나선은하(256쪽)와 스테판오중은하(275쪽), 더듬이 은하(263쪽)를, 특별한 별을 보고 싶다면 울프-레이에 별(162쪽)을 추천한다. 은하의 충돌이 어떤 영향을 끼치는지 볼 수 있으며, 태양보다 몇 십 배 무거운 별이 매우 강력한 항성풍을 내뿜는 장관 또한 볼 수 있을 것이다. 참, 아름다운 나사성운(178쪽)과 곤충 성운(181쪽), 페르세우스자리의 두개골(241쪽)도 잊지 말고 방문해보시길…….
《별》은 볼거리가 많은 우주여행 안내서이기도 하지만 최신판이라는 점에서 더 돋보인다. 《코스모스》를 쓴 칼 세이건은 우주의 역사가 137억 년이라는 사실을 알지 못했다. 칼 세이건이 활동할 당시의 천문학계는 우주의 나이를 150억 년 전후로 아주 넉넉하게 잡고 있었을 뿐이다. 이 같은 사실은 아인슈타인 이후 가장 뛰어난 학자로 평가되는 스티븐 호킹도 마찬가지다. 그가 쓴 《시간의 역사》를 보면 우주의 역사를 150억 년으로 상정하고 있다. 그렇지만 우리는 이제 우주의 역사를 137억 년으로 확정할 만큼 진보했다. 《별》이야말로 가장 최근의 천문학이 이룬 업적을 집대성한 책이다.

우리가 아는 것은 극히 적으며, 우리가 모르는 것은 방대하다. - 피에르 시몽 드 라플라스