독한 벌레 ‘물곰’도 겁내는 태양계의 극단적 공간 50곳나사의 두 행성과학자가 보여주는 화끈하고 짜릿한 우주쇼!
★ 2010년 미국출판협회(AAP) 우주론․천문학 부문 수상작 ★ 나사(NASA)가 관측한 최신 천체사진 275장 수록★ 과학잡지 《디스커버 매거진》의 주목★ 스위스 최대 일간지 《타게스안차이게》의 극찬
■ 우주에 이런 일이? - 여름 밤하늘을 수놓은 해와 달과 별들의 놀라운 이야기
사막의 더위와 남극의 추위, 에베레스트의 높이와 마리아나 해구의 깊이, 그리고 허리케인, 지진, 쓰나미, 화산폭발……, 모두가 위협적이면서도 탄성을 자아내는 극한의 환경이다. 그러나 지적 생명체답게 좀 더 상상력을 발휘해보자. 지구 밖에는 이보다 더한 것들이 있지 않을까? 그곳의 환경은 어떨까? 생명체가 살 수 있을까? 가장 크고, 가장 높고, 가장 기이한 곳은 어디일까? 나사(NASA, 미항공우주국) 출신의 두 행성과학자 베이비드 베이커 교수와 토드 래트클리프 박사는 상상에 그치지 않고 최신 천문학 지식과 나사에서 찍은 천체 사진 275장을 담아 《극한의 우주》라는 책을 대중 앞에 선보였다. 원제는 ‘The 50 Most Extreme Places in our solar system’, 즉 ‘우리 태양계에서 가장 극단적인 장소 50곳’이다. 문의더난출판 편집부 민기범 팀장(02-325-2525, #505, u2gil@hanmail.net)두 저자는 우주 가운데서도 지구와 가까운(?) 태양계에서 가장 극단적인 곳들을 지구와 비교하여 설명하였다. 여기서 ‘장소’는 특정 장소뿐 아니라 사건이나 현상을 의미하기도 한다. 우주와 지구의 극한을 비교, 대조하는 두 저자의 입담과 화려한 사진들에 눈과 귀를 홀리다 보면 여름 밤하늘을 수놓은 별들이 다르게 보일 것이다.
■ 지구환경 및 자연재해와 비교한 우주환경 보고서 - 50가지로 정리한 태양계의 극한 공간들
최근 몇 년 동안 위협적인 자연재해들이 계속해서 발생했다. 폭염과 폭설 같은 기상이변을 비롯해 일본과 아이티의 대지진, 대형 허리케인 카트리나, 인도네시아의 쓰나미, 아이슬란드의 화산대폭발 같은 대규모 재앙이 인명과 재산을 순식간에 앗아갔다. 한반도만 해도 백두산 천지 폭발에 대한 우려가 점점 커지고 있다. 왜 이런 일이 일어나는 걸까? 환경문제 때문일까 지각변동 때문일까? 지구에 무슨 일이 생긴 걸까? 두 저자는 지구의 자연재해에 대해 전화로 수다를 떨다가 그 관심을 우주로 내용을 확대시켰다. 그리고 결국 온갖 자료를 모아 태양계의 극한이라 할 수 있는 것들을 50가지로 정리했다. 여기에는 해왕성에 부는 초속 600미터의 돌풍 같은 자연재해뿐 아니라 화성의 27,000미터 높이의 산처럼 지구의 자연환경과 비교해볼 수 있는 것들도 있다. 또한 얼음화산, 다이아몬드 우박 등 지구에는 없는 신기한 것들도 포함되어 있다. 그 외에도 지구인의 눈을 휘둥글게 하는 천체의 비밀들이 펼쳐진다. 깊이가 10킬로미터나 되는 화성의 협곡, 토성의 위성인 미마스에 폭 130킬로미터로 남겨진 크레이터 자국, 에베레스트 높이의 화성의 회오리바람, 표면온도가 460도인 금성, 자전축이 98도인 천왕성(태양을 한 바퀴 도는 데 84년이어서 여름은 21년이나 지속된다), 히로시마 원자폭탄 7억 개의 위력으로 1994년 목성을 강타하여 흔적을 남긴 SL9 혜성, 화성 생명체의 가능성, 거꾸로 자전하는 금성과 해왕성의 위성 트리톤, 언젠가는 사라질 우리 태양……. 천문학 마니아가 아닌 대중교양서 독자들이 보더라도 흥미로운 이야기들이다.
■ 우주를 보면 지구가 보인다! - 극한이기에 더욱 아름다운 행성, 지구
《극한의 우주》는 우주에 관한 책이면서 동시에 지구에 관한 책이기도 하다. 두 저자는 우주의 여러 극단적 공간들을 각각의 주제에 따라 지구의 산, 바다, 기후, 지진, 바람, 생물 등 지구과학적 지식과 비교 설명한다. 그럼으로써 지구에서 발생하는 여러 자연재해들이 과학적으로 어떤 이유에서 발생하는지를 자연스럽게 가르쳐준다. 이러한 구성을 통해 독자는 지구라는 행성을 좀 더 객관적인 시각에서 볼 수 있게 해준다.또한 지구가 태양계에서 가장 극단적인 공간이 되는 경우도 있다. 태양계의 행성 가운데 지구만큼 지각의 판들(plate)이 활발하게 움직이는 곳은 없다. 이것은 전 지구적으로 매년 수백만 건의 지진이 일어나는 이유를 설명해준다. 520미터나 되는 파도 높이 기록을 가진 행성도 지구이며, 3,000만 종의 생명체와 가장 특이한 생명체인 인간이 살아가는 곳도 지구이다. 지구의 일식과 지구생명체 외계 기원설에 대한 설명도 흥미롭다. 최강의 생명력으로 언론의 주목을 받은 완보동물의 일종인 ‘워터베어(water bear, 물곰)’에 관한 설명은 외계생명체 발견에 대한 천문학계의 관심 속에서 시선을 끌 것이다.매 장마다 펼쳐진 우주의 극한들은 결국 우리가 살고 있는 지구가 얼마나 아름답고 소중한지를 깨닫게 해준다. 이 책을 읽고 나면 하늘의 해와 달과 별뿐 아니라 지구도 새롭게 보일 것이다.
지은이 데이비드 베이커(David Baker)지구의 엄청난 뇌우, 금성과 목성에서 발견된 이상한 것들, 화성의 피닉스 호 착륙지점에 불어올지 모르는 위험한 흙먼지 회오리바람 등 지구를 비롯한 행성들의 극단적인 것들을 탐구하고 있다. 나사 고더드 우주항공센터의 과학자로서 마셜 제도에 첨단 관측기구를 띄운 바 있다. 최근에는 오스틴 대학 물리학과 교수이자 학장으로 활동하고 있다. 교수로서의 업적을 인정받아 여러 차례 수상했으며, 파타고니아, 뉴질랜드, 하와이, 오스트레일리아, 페루, 갈라파고스 같은 곳에서 흥미로운 과학 과정을 지도하고 있다. 학생들은 이 극한의 과정에 등록하기 위해 건물 밖에서 밤새워 줄을 선다고 한다.
토드 래트클리프(Todd Ratcliff) 태곳적 밤하늘의 장대한 광경이 펼쳐지는 오하이오 주 시골에서 자란 덕분에 어릴 적부터 관심사는 오직 우주였으며, 이러한 성장배경이 결국 그를 과학자로 이끌었다. 대학시절, 나사 케네디 우주센터에서 달에 건설할 시설들의 환경을 연구하는 조사에 참여했다. 박사과정에서는 지구, 화성, 금성, 목성의 위성 이오의 뜨겁고 격렬한 내부 활동의 차이점에 대해 연구했다. 현재 나사 제트추진연구에서 일하면서 우주 속 지구의 정확한 위치를 확인하고 예측함으로써 우주선의 활동을 돕고 있다. 아폴로 호의 우주비행사가 달에 고정시켜놓은 거울에 반사된 레이저로부터 자료를 받아, 달의 불가사의한 내부 구조를 이해하고자 애쓰고 있다.
옮긴이 김옥진서울대학교 식물학과와 한국외국어대학교 통역번역대학원 한영과를 졸업하고, 현재 번역가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로 《심해》 《살아 있는 지구》 《행성 이야기》 《제인 구달, 침팬지와 함께한 50년》 등이 있다.
머리말_태양계에서 가장 ○○한 곳은?여행을 시작하며_극한 속으로 뛰어들다
1부 표면과 내부1 27,000미터 높이의 산―올림푸스몬스 화산2 영하 235도의 화산―얼음화산3 10킬로미터 깊이의 협곡―발레스마리네리스4 움직이고 흔들리는 지구―판구조론5 12킬로미터 깊이의 자국―충돌 크레이터
2부 바다와 물과 얼음6 두께가 100킬로미터가 넘는 지하바다―에우로파7 500미터 높이의 파도―지구8 가장 큰 얼음덩어리―토성의 얼음위성들9 태양계의 지킬과 하이드―더러운 얼음혜성10 무너지는 하늘―화성의 드라이아이스 빙관
3부 최악의 날씨11 340년 이상 지속된 폭풍―목성의 대적점12 거세거나 잠잠하거나―지구의 허리케인13 초속 600미터의 돌풍―해왕성의 바람14 에베레스트 높이의 진공청소기―화성의 회오리바람15 가장 딱딱한 비―다이아몬드 우박
4부 극한의 환경16 크고 못된 아기 남매―엘니뇨와 라니냐17 섭씨 460도의 온실―금성18 2미터 두께의 녹슨 철 알갱이층―화성의 먼지폭풍19 21년 동안 지속되는 여름―천왕성의 자전축20 불지옥의 눈덩이―수성
5부 고리와 물체21 화려한 7개의 고리―토성22 수십억의 수십억 개의 별―오르트 구름23 히로시마 원자폭탄 7억 개의 공격―슈메이커-레비24 그것은 행성이 아니었다―소행성대25 달은 어디에서 왔을까?―달의 기원
6부 전자기 극한26 수백만 개의 자석―태양27 우주에서 풍선 불기―태양풍28 지구보다 1만 9,000배 강력한 자기―목성의 자기권29 극한의 전광쇼―지구와 목성의 오로라30 100만 배 더 강력하다!―토성의 슈퍼번개
7부 생명31 3,000만 종 이상의 생명체―지구32 생명체의 70퍼센트가 사라지다―K-T33 하늘에서 온 생명―외계 기원34 작은 초록색 미생물―화성의 생명체? 35 우주에서 살아남기―극한미생물
8부 괴짜들36 최악의 썩은 달걀 냄새―이오37 최고의 연료 저장소―티탄38 행성 자격의 박탈―명왕성39 거꾸로 도는 천체―금성과 트리톤40 잘못 해석된 ‘인공물’―화성의 얼굴41 외눈박이 괴물과 마법―토성42 프랑켄슈타인을 닮은 달―미란다43 제멋대로 도는 얼음위성―히페리온44 줄어드는 행성―수성45 완벽하게 들어맞아요―지구의 일식46 가장 특이한 생명체―인간
9부 극한의 합47 더 크고 더 뜨겁게―태양48 작은 태양계―목성49 매력덩어리 행성―토성50 극한의 행성―지구
용어 설명영문 약어참고 문헌도판 출처찾아보기감사의 말
가장 놀라운 특징은 이 행성(천왕성)이 마치 한쪽으로 쓰러진 것처럼 보인다는 점으로, 자전축이 궤도면에 대해 97.9도 기울어져 있다(축기울기 즉, 경사각이 90도 이상이라는 것은 남극이 실제로는 북쪽을 가리키고 있음을 뜻한다). 태양 둘레를 때 천왕성은 다른 대부분의 행성처럼 팽이같이 도는 것이 아니라 옆으로 누워서 돈다. (…) 큰 경사각 때문에 한쪽 극은 여름에 태양을 거의 곧바로 가리키고, 다른 쪽 극은 태양계 멀리 암흑의 영역을 가리킨다. 천왕성이 태양을 한 바퀴 도는 데 84년이 걸리므로 이러한 극한의 여름은 약 21년이나 계속된다! 다행히 봄과 가을은 어느 정도 정상적이다. 태양이 적도 바로 위에 있고, 행성 전체가 낮과 밤을 경험한다. 그럼에도 불구하고 천왕성의 1년 전체를 평균하면 극지방은 적도보다 두 배 더 많은 태양광선을 받는다.<19장 21년 동안 지속되는 여름―천왕성의 자전축> 중에서, 131~33쪽
이 생각을 한 단계 더 발전시키자면, 실제 생명 자체―단순히 생명의 기본구조만이 아니라―가 외계에서 왔을 수도 있다. 외계 생명체 유입설은 생명의 ‘씨’가 우주 전역에 퍼져 있고 행성 간―심지어 항성 간―여행에서도 살아남을 수 있다고 주장한다. 오늘날 대부분의 과학자는 널리 퍼진 포자는 있을 것 같지 않다고 생각하지만 우주생물학의 새로운 연구는 놀랍게도 생명이 아주 극한의 환경에서 실제로 살아남을 수 있다는 것을 보여주고 있다. (…) 오늘날에도 외계로부터 유기물질이 배달되고 있다. 매년 대략 4만 톤의 항성 간 먼지―각 알갱이의 직경은 인간의 머리카락보다 작다―가 우리 행성에 비 오듯 쏟아진다. 이 항성 간 먼지 속에서 나사의 연구자들은 최근 초기 태양계에서 기원한 유기물 분자를 찾아냈다. 우리는 먼 옛날 외계 존재의 공격을 계속해서 받고 있다. 오늘날의 유기물 우주비를 이슬비라고 한다면 어린 지구는 위로부터 떨어지는 엄청난 유기물 홍수를 경험했을 것이다. 내태양계는 작은 원시 잔해 덩어리로 가득 차 있다. 하나의 운석에 나온 아미노산이 다른 운석에서 나온 아미노산과 뒤섞이며 우리 행성에 유기물질이 범람하는 것을 상상해보라. <33장 하늘에서 온 생명―외계 기원> 중에서, 226~27쪽
흔히 ‘워터베어(water bear, 물곰)’라고 알려진 작은 무척추생물인 귀여운 완보동물이 있다. 이들은 아마도 당신 주변의 냇물에서 살고 있을 것이다. 완보동물을 죽이는 것은 실질적으로 불가능하다. 얼리고, 끓이고, 강한 빛을 내리쬐어도 여전히 살아남는다! 2007년, ESA(유럽우주기구)는 완보동물을 위성에 태워 발사시켰고, 이들은 차가운 진공, 우주 복사, 태양 복사 등 우주여행의 위험에 노출됐다. 그러나 저압과 우주선은 완보동물에 아무런 해도 끼치지 않았고 심지어 몇몇은 대부분의 생명체를 즉각 죽였을 정도로 치명적인 자외선으로부터도 살아남았다. 극한미생물이 지구(그리고 우주)의 가혹한 환경에서 번성할 수 있다면 확실히 우리 태양계의 다른 극한의 장소에서도 살 수 있을 것이다. 흥미로운 가능성 중 하나는 위성 에우로파다. 이 커다란 얼음위성 전역에는 얼음층으로 덮인 깊은 물의 바다가 있다. 다른 얼음천체도 바다를 가지고 잇을 수 있지만 에우로파의 바다만이 암석질 맨틀과 직접 접촉하고 있다(다른 행성체의 바다는 얼음층 사이에 끼어 있는 것 같다). 맨틀은 화학합성에 필요한 양분을 공급할 수 있을 것이다. 나사의 과학자들은 현재 생명의 징후를 찾기 위해 에우로파에 탐사선을 보낼 계획을 세우고 있다. <35장 우주에서 살아남기―극한미생물> 중에서, 238~39쪽
결국(앞으로 60~70조 년이 흐르고 나서 언젠가) 태양핵 안의 수소연료는 소진될 것이다. 정말 재미있어지는 것은 바로 그때다. 핵을 지탱해주는 열핵반응의 열이 없다면 핵은 붕괴된 것이다. 그러면 핵을 둘러싼 압착된 껍질 속의 수소가 점화되어 타기 시작할 것이다. 이 새로운 에너지원 때문에 태양은 현재 크기의 250배로 부풀어 오르게 될 것이고 지금보다 3,000배 더 밝게 빛날 것이다. (…) 지구의 궁극적인 운명은 확실하지 않다. 적색거성 단계에 이르기 전 태양은 120억 년에 걸쳐 지량의 25퍼센트를 잃게 될 것이므로 우리 행성에 행사하던 중력 영향은 극적으로 줄어들 것이다. 지구는 바깥 방향으로 움직여 지금의 화성 궤도 가까이까지 갈 수도 있으며, 그렇게 함으로써 새빨갛게 달아오른 태양 표면으로부터 탈출할 수도 있을 것이다. 또한 이 적색거성과의 조석 상호작용이 지구의 공전을 늦춰 지구로 하여금 이 거대한 별로 빠져 들어가 극한의 죽음을 맞이하게 할 수도 있다. 그러나 지금 당장은 우리 태양은 정상 단계에 있으며, ‘주계열’ 일생의 반도 지나지 않았다. <47장 더 크고 더 뜨겁게―태양> 중에서, 312~13쪽
훌륭한 책이다. 놀라운 광경의 사진들이 실려 있으며, 천문학의 중요한 사실들을 가볍고 경쾌하게 전달한다. 독자들은 이 책을 보며 무한한 재미를 느낄 것이다. _워싱턴 대학교 천문학 명예교수 폴 W. 호지(Paul W. Hodge)
인류가 오늘의 우주에 대해 축적해온 놀라울 정도로 풍부하고 자세한 지식을 보여준다. 이 책은 단지 독자들을 감탄케 하고 홀리고 가르칠 뿐 아니라 보호가 필요한 우리 지구라는 예민한 환경에 대해 존경심을 갖게 만든다.
_《타게스안차이거(Tagesanzeiger)》(스위스 최대 일간지)
