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[빅 히스토리 아카데미] 이강환 + 이종필 <별과 빅뱅> 강연 스케치 본문

책 이야기/현장 스케치

[빅 히스토리 아카데미] 이강환 + 이종필 <별과 빅뱅> 강연 스케치

Editor! 2017.11.16 15:03

8개의 문턱, 138억 년의 역사를 거슬러 올라가는 「빅 히스토리 아카데미」. 어느덧 6개의 문턱을 지나 태초의 우주 이야기 <별과 빅뱅>만을 남겨 두고 있습니다. 이번 주에는 서대문 자연사 박물관 이강환 관장님과 건국 대학교 이종필 교수님이 각각 두 번째 문턱과 첫 번째 문턱을 맡아 강연했습니다.



수십 억 년에 걸친 행성의 진화, 그리고 100억 년에 걸친 원소의 형성 이야기에 앞서 별과 우주의 탄생에 관한 태초의 이야기가 있습니다. 우리에게는 상상도 할 수 없을 만큼 오래 전의 이야기지만, 우주 배경 복사와 중력파처럼 확실한 증거를 통해 그때의 순간들을 상상할 수 있습니다. 두 강연자의 설명을 통해 우리도 빛과 중력만이 알고 있는 이야기에 귀 기울여 볼까요?



두 번째 문턱 ‘별이 탄생하다’에서는 136억 년 전 최초의 별과 은하가 탄생했던 순간을 다루었습니다. 지금보다 온도가 훨씬 높았던 초기 우주. 그때는 지금처럼 별들이 우주의 주인공이 아니었습니다.


빅뱅 우주론에 따르면 강입자와 수소 원자가 지배했던 태초의 3분은 이후 138억 년의 역사와 견줄 정도로 역동적인던 시기였습니다. 모든 것이 플라스마 상태로 존재했던 ‘강입자 시대’의 우주는 별을 만들어 낼 수 없었습니다. 온도가 100억 도 이하로 ‘낮아져서야’ 비로소 수소 원자가 만들어집니다. 특히 수소의 핵융합 반응은 이후 탄생할 별의 핵심 반응이기도 하죠. 여기까지가 태초의 3분입니다. 


아이러니하게도 3분 만에 준비 완료된 우주가 ‘재결합’을 통해 최초의 별을 만들어 내기까지 무려 38만 년이 걸렸습니다. 그때의 생생한 흔적이 바로 우주 배경 복사지요. 



그보다 더 거슬러 올라가 빅뱅의 순간은 어떨까요? 첫 번째 문턱은 빅뱅 후 10-32~10-35초의 급팽창 시기, 10-35~10-43초의 ‘대통일 시대’로 이루어져 있습니다.


그럼 10-43초 이전은 어땠을까요? 안타깝지만 알 수 없습니다. 우주의 크기가 너무 작아서 양자 역학과 상대성 이론을 통일해야만 알 수 있습니다. 그래서 10-43초를 플랑크 시간이라고 부릅니다. 입자 물리학을 전공한 이종필 교수님이 이 강연을 맡은 것이 바로 이 때문이죠.


양자 역학과 상대성 이론을 통일하는 ‘최종 이론’을 알기 전까지 우리의 빅 히스토리 여정은 잠시 멈추어 두어야 할 것입니다. 대신 최종 이론의 유력 후보로 끈 이론이 있습니다. 기본 입자를 점이 아닌 끈으로 가정해 우주를 놀라울 정도로 잘 설명하지만, 존재 가능한 우주의 상태 수가 너무나도 많아(10500개) 많은 학자들이 등을 돌리기도 했죠. 


한편 레너드 서스킨드는 우주를 설명하는 최종 이론은 없고 단지 우리 우주는 수많은 우주 가운데 하나라고 하는, ‘우주의 풍경’ 개념을 제시한 바 있는데요. 최근 스티븐 호킹도 이에 동의했습니다. 


블랙홀 전쟁으로 맞섰던 두 사람이 물리학의 패러다임을 바꾸고 있는 것일까요? 우리는 수많은 우주 중 하나일 뿐일까요? 우리는 우주 탄생과 존재의 비밀을 풀 수 있을까요?



이렇게 4주에 걸쳐 진행된 8개의 문턱을 모두 거슬러 왔습니다. 하지만 빅 히스토리는 끝나지 않았습니다. 플랑크 시간 이전에 있었던 일, 별과 은하, 행성과 생명의 진화 속에 존재했던 또 다른 사건들이 과학의 발전에 힘입어 더욱 선명하게 우리 앞에 다가올 것입니다.


11월 16일 마지막 시간에는 여덟 문턱의 출연진이 모여서 토론하는 시간을 가질 예정입니다. 138억 년의 유구한 역사를 따라 숨 가쁘게 달려온 여러분들을 위한 시간이기도 합니다. 직접 「빅 히스토리 아카데미」의 피날레를 장식해 보세요.





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