그 많은 별들이 어떻게 태어났을까?
전 장의 물리학에서, 신의 말씀으로 모든 물질이 창생되었다는 것이 대략 설명되었다.
신의 말씀이란, 소원물질(疏原物質)인 '소립자 족'이요, 엄밀히 말하면 '소립자를 구성하고 있는 에너지의 진동체' 또는 '진공의 음과 양의 기운'이라고 할 수 있다.
그래서 음기(陰氣)인 우리의 진공에, 어떤 이유로 양기(陽氣)가 가끔씩은 있었다. 이 양기의 에너지를 종핵으로 전자 , 양성자, 중성미자 등 소립자가 만들어지고, 이것의 에너지가 다시 원자를 만들었다.
그런데 처음의 만들어진 원자는 그 구조가 매우 간단했을 것이다.
즉, 양성자 하나에 전자 하나인 수소원자였다. 이것이 다시 그 에너지로 또 하나의 수소 하나를 만나서 수소 분자를 만들고, 이 분자들은 삭막한 공간에 골고루 분포되어 있었을 것이다. 그러나 우리가 쌀이나 모래를 쟁반이나 땅 위에 뿌려보면 반드시 골고루 뿌려질 수는 없듯이, 이 수소원자나 분자도 더러는 그 비중이 조밀하게 분포되어 있거나 혹은 희박하게 뿌려지게 되었을 것이다.
그렇게 되면 그 비중이 조밀한 원자나 분자는 서로의 인력으로 옆의 물질과 모여, 그 질량이 차츰 커지면 상대적으로 인력도 강해져서 그 부근의 물질을 모조리 흡수할 것이다. 따라서 공간 어느 정도까지의, 즉 태양계 정도 범위의 수소 원자, 분자 등을 끌어 모으면 그 압력으로 중심부는 차츰 열이 생기고, 이 열은 차츰 온도가 높아져서 수소 분자가 초고온 상태가 되어, 결국 초고온 도가니가 된다. 이 소용돌이치는 도가니 안에서 몇 개의 수소원자핵은 합성하여 헬륨원자핵을 일으키는 현상이 나타나게 된다.
이것이 '핵융합 반응'이라 하여, 수소탄의 원리가 되는 것이다. 이렇게 핵융합 반응으로 방출되는 거대한 에너지는 같은 양의 화학 반응보다 몇 천만 배가 된다. 이렇게 하여 거대한 수소덩이는 빛을 내게 되는데, 이것이 '별의 창생'이다.
신성과 초신성 폭발
그러나 현재 대부분의 별들은 이렇게 단 한 번의 수소결합으로 이루어진 것은 아니다.
대개의 초기의 별들은 신성(新星) 또는 초신성 폭발이라는 단계를 거쳐 깨지고 난 후 다시 결합하는 것이다.
이 신성 또는 초신성의 폭발이란 별의 이변인데, 며칠 전까지만 해도 멀쩡하던 별이 갑자기 자기 밝기의 몇 십만 배로 되었다가 폭발하는 것이다.
이런 현상은 우주에서 지금도 가끔 일어나는데, 기록에 의하면 1054. 7. 4 중국에서 특별하게 큰 초신성의 폭발로 대낮에도 그 빛이 보였다고 하며, 보통 우리의 은하계 안에서도 대략 50년에 한 번 이 현상이 일어나며, 다른 성운에서도 대략 75년간 50번의 폭발을 관측했다.
별의 십 대인 초신성 폭발을 보면, 우주공간에 살포되어 있는 수소 원자와 분자들이 만유인력에 의하여 중심부의 온도가 올라가고, 이것이 핵융합반응을 일으키면 그 높은 온도 때문에 헬륨보다 더 무거운 원자까지 만들어지는 단계까지 이른다.
이때의 온도는 약 70억 도라는 초고온이 된다. 그러나 이쯤의 온도까지는 온도가 높을수록 무거운 원자핵이 핵융합 반응으로 만들어지는 것으로 되어있으나, 더욱 온도가 상승하면 융합반응의 역반응이 일어난다.
그러면 철 원자는 다시 헬륨원자로 분해되어버리고, 이 분해반응은 흡열반응을 일으켜 다량의 열을 흡수하므로 지금까지 높았던 별의 중심 온도가 갑자기 내려가서 수축작용이 일어나며, 중심부는 바깥쪽의 강한 압력에 짓눌려 엉망진창이 된다.
이때 외부에 남았던 산소, 탄소 등 몇 종류의 원자가 고온에 말려들어 화약에 불을 붙인 듯 폭발적으로 핵융합 반응을 일으키고, 그 별은 산산조각이 되어 우주공간으로 흩어지는 우주의 방랑자 성간물질이 된다. 그러므로 이 성간물질에는 좀 큰 파편도 있고, 탄소, 산소 또는 철의 원자도 있다.
태양의 생성과 사멸과정
이렇게 여러 원자와 파편들로 우주 방랑자가 되어 떠돌아다니는 우주의 먼지 성간물질들은, 다시 태풍과 같은 이치로 소용돌이치면서 모이기 시작한다.
이 모여드는 모양은 마치 성운이 소용돌이치는 모양과 흡사하게 거대한 먼지 구름이 어느 방향으로 돌아간다.
이렇게 되자, 소용돌이의 중심에 빠져서 하나의 거대한 질량을 만들고 핵융합 반응을 일으켜 빛을 방출하는 별이 있으나, 그 주위에 공전하던 먼지들이 자기끼리 모여 하나의 독립된 소용돌이를 만들고 공전하면서 구체를 이루는 것도 있다.
이 경우는 대략 그 질량이 중심부의 별과는 상대가 되지 않으므로 중심의 별은 인력과 공전으로 인하여 달아나려는 원심력이 작용하여 하나의 궤도를 만들며, 이 구체는 그 질량과 같이 하나의 별을 만들 수 있는 압력이 적어 중심부가 핵융합 반응을 일으킬 정도의 열이 되지 못하기 때문에 구체 그대로 굳어간다.
이 중심의 별이 태양이고, 그 주위를 공전하는 구체가 우리 지구, 수성, 금성 등의 혹성이다.
그러므로 지구가 태양에서 떨어진 불똥이 식어서 됐다는 이론은 잘못된 것이다.
이렇게 하여 우리의 원시 지구가 태어나고, 차츰 그 형태를 잡아 굳어짐에 따라 무거운 파편이나 원자는 중심 쪽으로 몰리고, 그 대신 가벼운 수소 원자나 산소 등이 당시의 불안정한 환경에 의하여 수증기나 기체가 되어 외부로 흘러나와 물이 된 것이며, 달 정도의 작은 구체는 그 기체를 잡아둘 정도의 인력이 부족해 우주공간에 모두 빼앗겨 버렸기 때문에, 현재 달과 같은 작은 천체에는 기체가 없이 그 주위의 큰 질량의 소용돌이에 휘말려 공전하고 있다.
이렇게 거대한 먼지의 소용돌이가 하나의 장을 이루며 정리된 것이 우리 태양계이고, 다른 별들도 거의 이와 같으며, 혹성, 위성 모두 같다.
그러나 지금 우리의 달 만은 그렇게 되서 만들어진 것이 아닌 걸로 본다.
달의 암석이나 여러가지 물리학상 달의 성분은 우리 지구와는 판연히 다르다. 그렇다면 우리의 달은 어떻게 만들어졌을까?
이것은 다른 별의 위성의 아들, 즉 손자였던 것이 그 핼애비 별의 폭발로 우주의 방랑자가 되어 떠돌다가, 우리 태양계 특히 지구에 달이 없으면 시인이나 애인들이 서운할까봐 우리 지구로 방문한 것을 지구가 잡고 있는 것인지? 또는 우주 어느 공간에서 자체 중력으로 형성한 달이 역시 우주의 방랑자가 되었다가 지구를 찾아온 것인지?
하여간 우리 지구에 달이 없다면 바닷물의 흐름도 없고, 따라서 산소 등도 생기지 않으며, 물고기는 물론 사람도 살 수 없는 죽음의 땅이 되니, 신이 어차피 인간을 위해 만든 땅에 어디선가 달을 끌어다 붙였다고 하면 너무 이기적 생각일까?
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