김상철 한국천문연구원 광학천문본부장
김상철 한국천문연구원 광학천문본부장
엄청 큰 수치 앞에 `천문학적`이라는 수식어가 자주 붙는다. 도대체 `천문학`의 주인공인 우주는 얼마나 큰 걸까?

경부고속도로로 서울에서 부산까지는 약 420㎞이다. 한반도의 길이는 그 두 배인 약 1000㎞이고, 중국 북쪽 지방의 동서 길이를 재면 약 5000㎞이다. 지구는 축구공 같은 구 모양인데 반지름이 약 6400㎞이다. 태양은 지구보다 109배 크다. 만약 지구의 크기를 1㎝라고 하면 태양은 약 1m가 되니, 지구를 엄지손톱 크기라 하면 태양은 펼친 우산 정도 크기가 된다. 태양계의 여덟 개 행성은 사진 한 장에 오밀조밀 담을 수 있지만 태양은 우산 크기라 한 장에 담을 수 없다.

그럼 태양계는 얼마나 클까? 펼친 우산을 태양, 손톱만 한 구슬을 지구라고 한다면 이 구슬은 우산으로부터 약 100m 거리에 있다. 우산과 구슬을 축구장 반대쪽 골대에 놓아야 한다. 구슬 위에 사람이 서 있다고 가정하면 반대편의 우산은 보이지만, 우산 쪽에서 보면 축구장 반대편의 구슬은 너무 작아 보기 어렵다. 태양계의 거의 끝이라는 해왕성이나 명왕성은 우산에서 약 3.5㎞ 거리에 있다. 서울버스로는 열 정거장쯤 가야 한다. 해왕성이 지구보다 네 배쯤 크니 탁구공 크기인데 우산에서 열 정거장 거리에 있는 탁구공이 보일 리 만무하다. 태양계가 크긴 크다.

그럼 별은 어떨까? 스스로 수소를 태워 헬륨으로 바꾸면서 빛과 열을 내는 천체를 별이라고 하는데, 태양이 대표적이다. 태양은 지구에 가까워서 크고 밝게 보이는 것이지 다른 별들만큼 멀어진다면 밤하늘 속 무수한 별과 비슷하게 여겨질 것이다. 반대로 밤하늘의 별 하나를 태양 자리에 놓는다면 그게 또 태양처럼 느껴진다. 별 사이의 거리는 너무 멀어서 우산으로 비유했던 태양의 크기를 1㎜라고 해야 한다. 깨알 정도라고 하면 되겠다. 태양이 1㎜이면 지구의 크기는 100분의 1㎜이니 자의 눈금 두께만 할 것이다. 깨알 크기의 태양으로부터 지구는 약 15㎝, 해왕성은 약 6m 거리에 있다. 태양으로부터 가장 가까운 별은? 놀라지 마시라. 약 60㎞ 떨어져 있다. 만약 서울시청 앞에 깨를 하나 둔다면 여섯 걸음 정도까지가 태양계이고, 수원 정도 가야 가장 가까운 이웃별이 깨 정도의 크기로 놓여 있다. 여섯 걸음을 지나면서부터 수원까지 가는 동안은 거의 텅 비어있다고 보면 된다. 광막한 공간이다.

우주는 수천억 개의 은하로 이뤄져 있고, 은하는 또다시 수천억 개의 별로 이뤄져 있다. 은하의 세계는 별의 세계와 많이 다르다. 은하 하나를 5㎝라고 한다면 가장 가까운 은하는 2m밖에 안 떨어져 있다. 만약 구슬치기를 한다면 서울에서 깨 정도 크기의 쇠구슬을 던져 수원의 또 다른 깨 크기 쇠구슬을 맞추기는 정말 어려울 것이다. 하지만 작은 테니스공을 들고 두어 걸음 거리의 또 다른 테니스공을 맞추면 되니 은하로 하는 구슬치기는 쉽다. 그래서 천체 사진 중에 은하와 은하가 충돌하는 사진은 쉽게 볼 수 있어도 별들이 충돌하는 사진은 찾기 어렵다. 발생 가능성이 낮기 때문이다. 지금은 은하의 충돌과 병합이 현대 천문학의 중요한 분야가 됐다.

이처럼 우주의 거리는 천문학자들의 기본 연구 주제이자 영원한 숙제다. 이제까지 밝혀온 것도 많지만 풀어야 할 비밀들이 더 많다. 이 우주는 너무나 광활하기 때문에, 새해에도 천문학자들은 끊임없이 우주를 탐구한다. 김상철 한국천문연구원 광학천문본부장

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