1. 우주의 탄생

많은 사람들이 빅뱅big bang에 대해서는 알고 있습니다. 아니 안다기 보다는 그냥 말로는 들어 본 적이 있고 우주가 한때 점처럼 작았다가 어느 순간 꽝 하고 터졌다는 것 정도이지요. 이건 사실 제가 아는 정도입니다. 제가 아는 빅뱅이라는 것도 결국 이 정도 이지요.
조지 가모브George Gamow라는 분이 있습니다. 러시아 태생이지만 미국으로 귀화한 물리학자입니다. 빅뱅이라는 것은 이 분이 주장한 이론입니다.

이 분이 주장한 빅뱅이라는 것을 한번 살펴봅니다.
지금으로부터 100억년도 훨씬 더 넘는 아주 옛날 옛적에 우주는 대폭발을 하게 됩니다. 그래서 달랑 하나의 점에 불과했던 우주는 수백억도가 넘는 상상도 못할 뜨거운 열에너지로 가득 차 있었습니다. 이때에는 물질이라는 것이 존재하지 않았습니다. 물질은 나중에 만들어진 것이고 이때에는 열과 에너지만이 가득 있었을 뿐이지요. 그리고 우주는 폭발과 함께 커지기 시작을 했습니다.

우리가 풍선껌을 씹으면 껌은 우리 입속에 있지요. 그러니 밖에 있는 사람은 입안에 있는 껌을 볼 수가 없습니다. 하지만 일단 불기 시작을 하면 우리 눈에서 마구 커지는 껌을 볼 수가 있지요. 이렇듯 우주는 성장하기 시작했습니다. 처음에는 우주 속에 뜨거운 열과 에너지 밖에 없었습니다. 하지만 시간이 지나면서 우주는 식어 갑니다. 식었다고 해서 뜨거운 커피가 차게 식었다는 것을 의미하는 것은 아닙니다^ ^* 초기 우주 속에서 온도가 내려가자 입자들이 만들어 지지요. 하지만 이때의 순간은 복잡하기만 합니다. 입자라고 하는 것들이 태어났다가 다시 붕괴되어 사라지기도 하고 또 태어나기도 합니다. 이러한 상태가 지속됩니다. 그러면서 우주가 지속적으로 식어가자 드디어 양성자와 중성자 그리고 전자와 같은 것들이 탄생합니다. 이때에는 아직 우리가 원자라고 말할 수 있는 것들이 만들어지지는 않았습니다. 원자는 양성자와 중성자 그리고 전자가 합쳐져야 만들어지는 것인데 원자의 구성요소들이 만들어지기는 했어도 양성자가 전자를 가질 수가 없었습니다. 아직 우주의 공간은 작었고 전자들은 매우 자유롭고 매우 빠르게 돌아다니고 있었습니다. 빛조자도 마음대로 돌아다니지 못합니다. 그래서 양성자가 전자를 잡기에는 역부족이었습니다. 아마 수많은 사람들 때문에 마음껏 걷지 못하는 짙은 안개 속을 상상하시면 될 듯 합니다

하지만 이것도 점차 시간이 흐르고 전자들도 힘을 잃기 시작을 했습니다. 우주가 계속 커지면서 공간이 넓어진 것이지요. 그리고 짙은 안개도 서서히 사라지고 있었으며 이젠 빛도 마음껏 퍼져 나가기 시작합니다. 그래서 양성자들이 전자를 하나씩 잡을 수가 있었지요. 이렇게 해서 탄생한 것이 바로 수소 hydrogen입니다. 우주 최초로 태어난 원소는 바로 수소입니다. 그리고 이들이 뭉쳐서 만들어지는 것이 헬륨helium입니다. 이 수소나 헬륨이 충돌해서 리튬이나 베릴륨과 같은 것들이 만들어 지기도 합니다. 하지만 양도 많지 않았고 그 보다 더 무거운 원소들은 만들어지지 않습니다. 아니 만들지 못합니다. 이들을 만들어 내기 위해선 높은 온도에서의 핵융합이 필요합니다만 우주의 온도가 떨어져 이들을 만들 높은 온도가 우주에는 존재하지 않습니다. 다시 말하면 우리 몸을 만들 수 있는 것 중 수소이외에는 만들어지지 않았다고 생각하시면 됩니다. 

우주는 계속 조용히 식어갑니다. 그리고 우주 곳곳에서 별들이 만들어 집니다. 별들이 만들어지고 은하가 만들어지고 은하단이 만들어지고 초은하단도 만들어집니다. 별들은 탄생과 삶 그리고 죽음이라는 우주에 법칙에 따라 사라집니다. 하지만 별들은 내부에서 핵융합 반응을 하여 폭발하며 힘겨운 삶의 마지막을 화려하게 마칩니다. 이때 비로소 탄소, 산소, 질소 등과 같은 더 무거운 원소들이 탄생을 하고 이들이 바로 우리 인간과 같은 생명체의 씨앗인 것이지요. 호랑이는 죽어서 가죽을 남기고 인간은 죽어서 이름을 남기고 별들은 죽어서 원소를 남긴다는 유명한? 말이 이렇게 해서 탄생한 것입니다.

 -안 유명하면 하는 수 없고요-