암흑 물질과 공룡

암흑 물질과 공룡 Dark Matter and the Dinosaurs

리사 랜들 지음

김영남 옮김

사이언스 북스

우주는 여전히 신비롭다. 지난 몇 십 년간 인간이 알아낸 우주에 관한 과학적 발견은 경이롭다. 우주에 관한 우리의 생각을 완전히 뒤바뀌게 만드는 발견도 있었다. 그러나 우주에 대한 완전한 이해에 도달하려면 아직 갈 길이 멀다.

생명의 시작은 아직 미스테리로 남아 있고 지구에서 일어났던 과거의 대멸종의 원인을 알아내는 것도 여전히 힘들다. 가장 최근에 일어났던 대멸종 사건인 6600만년 전, 공룡을 멸종시켰던 원인에 대해서는 비교적 합의가 이루어진 모양새다. 기존의 학설이었던 화산폭발에 의한 기후변화라는 가설을 뒤집고, 혜성의 충돌에 의한 대멸종이라는 최근의 이론이 지지를 받고 있다.

혜성의 주기적인 태양계 진입과 정체가 아직 밝혀지지 않은 암흑 물질과의 연관성을 찾아보려고 하는 대담한 가설을 제기하는 과학자가 있다. 이 책의 지은이인 리사 랜들이다. 리사 랜들은 하버드 대학교 물리학과 교수로 이론 물리학을 연구하고 있다. 옮긴이 김영남은 전문 번역가로 일하고 있다.

1부 암흑이 지배하는 우주

1장 암흑 물질 비밀 결사

2장 암흑 물질의 발견

3장 거창한 질문들

4장 거의 맨 처음

5장 은하의 탄생

2부 살아 움직이는 태양계

6장 유성체, 유성, 운석

7장 짧고 영광스러운 혜성의 생애

8장 태양계 가장자리

9장 생명, 그 아슬아슬한 존재

10장 충격과 공포

11장 멸종

12장 공룡의 종말

13장 생명이 서식할 수 있는 지역

14장 종말의 주기

15장 오르트 구름에서 팔매질된 혜성들

3부 암흑 물질의 정체

16장 보이지 않는 세상의 물질

17장 암흑 속에서 보는 법

18장 암흑 물질의 사회성

19장 암흑의 속력

20장 암흑 원반을 찾아서

21장 암흑 물질과 혜성 충돌

1부는 이 책의 도입부에 해당한다. 현재의 우주론을 설명하고 아직 정체를 모르는 암흑 물질을 소개한다.

2부는 태양계와 태양계 안의 소행성과 유성체, 유성에 대해 이야기한다. 지구에서 생명체의 발생과 과거에 있었던 5번의 대멸종과 가장 최근에 일어났던 공룡의 멸종을 다룬다. 1980년에 제기된 가설-멕시코의 유카탄 반도에 떨어진 혜성이 공룡 멸종과 5번째 대멸종의 이유다 를 소개한다. 신빙성 있는 증거들이 쌓이면서 지금은 거의 정설로 받아들이고 있는 혜성 충돌설과 이 혜성의 충돌이 3000-3500만년 정도의 주기를 가지고 일어난다는 것을 설명한다.

3부는 태양계의 가장 바깥을 둘러싸고 있는 오르트 구름에서 유래된 혜성의 탈궤도를 일으키는 원인에 대해 분석한다. 리사 랜들이 연구하고 있는 분야이기도 하며 자신의 가설과 최근에 발표한 논문 내용을 설명한다. 암흑 물질이 일반 물질과 마찬가지로 균일한 성질을 가지고 있지 않을 수 있음을 얘기한다. 암흑 물질 중에서 암흑 물질끼리 상호 작용을 할 수 있는 소량의 암흑 물질이 우리 은하의 중심에 암흑 물질 원반을 형성하고 있다고 가정한다. 이 암흑 물질 원반이 가지는 중력의 영향으로 태양계 외부의 오르트 구름을 교란해서 여기서 떨어져 나온 혜성이 태양계 내부로 들어와 지구와 충돌할 수 있다고 주장한다. 지구를 포함한 태양계는 우리 은하 중심을 공전한다. 태양계의 공전과 은하 중심의 암흑 원반에 의해 중력 교란의 주기가 나타난다. 그 결과로 태양계 내로 들어온 혜성은 지구와 층돌해 파멸적인 결과를 만들어 낸다. 이런 사건은 3000-3500만년을 주기로 나타난다. 이 책의 주장이다.

우연히 일어난 사건으로 생각할 수 있는 지구와 혜성의 충돌이 주기적으로 일어나는 사건일 수 있다는 것, 정확한 정체는 모르지만 은하의 행성과 운동에 중요한 역할을 하는 암흑 물질의 존재. 태양계의 은하 공전. 전혀 상관 없을 것 같은 사건들을 하나의 과학적 원리로 묶어서 설명할 수 있다는 사실이 과학의 진정한 매력일 것이다. 이 책은 어쩌면 엉뚱할 수 있었던 혜성 충돌과 공룡 멸종이라는 주장이 정설로 받아들여지는 과정을 설명하면서 또 하나의 엉뚱할 수 있는 가설, 은하 중심의 암흑 원반이 주기적인 지구와 혜성 충돌의 원일일 수 있다는 가설을 제시한다. 아직은 무엇이 사실인 지 모른다. 지금도 지구와 우주의 현상을 더 정밀하게 관측하려는 노력이 계속되고 있고 가까운 미래에 가설이 기각되거나 정설로 받아들여질 수 있다. 우리는 항상 과학 혁명의 과정 속에 있는 셈이다.

리사 랜들은 다행히 우리가 3000-3500만년의 충돌 주기에서 벗어나 있다고 말한다. 당장 혜성의 충돌을 걱정하지 않다도 된다는 말이다. 그보다는 오히려 과학의 발견을 무시하거나 인간의 활동에 의한 환경 변화에 따른 인류의 종말을 더 걱정해야 한다고 말한다. 이 책은 과학의 상상력의 무한함과 끊임없이 증거를 찾는 집념에 대해 알 수 있게 해준다. 다양한 시각과 경험이 필요한 이유다.

인간의 상상력과 과학의 발견이 어디까지인가 궁금한 사람에거 추천하는 책이다.