지금으로부터 50년 전, 인류 우주 탐사 역사의 한 페이지를 장식한 위대한 사건이 있었다. 1969년 7월 20일 미국 항공우주국(NASA·나사)의 아폴로11호를 타고 간 닐 암스트롱은 인류 최초로 달 표면에 발을 내딛었다. 그리고 세계는 다시금 우주 탐사 경쟁에 몰두하고 있다. 중국은 사상 최초로 달 뒷면에 착륙선을 보냈고, NASA는 화성에 우주인을 보내기 위한 프로젝트를 수행 중이다.

‘미래 우주 탐사는 우리의 몫!’ 앞으로의 우주 탐사를 이끌 어린이들을 위한 특별전 ‘우주연구실 인턴체험전’이 국립과천과학관(경기 과천시)에서 다음달 25일까지 열린다. 우주가 팽창한다는 사실은 어떻게 밝혔을까? 우주에는 인간 말고 다른 생명체가 살고 있을까? 알쏭달쏭한 우주의 비밀을 탐구하기 위해 정시연 양(서울 종로구 서울사대부설초 3)과 고도윤 군(서울 양천구 서울영도초 3)이 과천과학관으로 출동했다. 일일 우주 인턴으로 변신한 이들의 활약을 지켜보자.

정시연 양(왼쪽)과 고도윤 군이 우리은하 사진 앞에서 기념촬영을 하고 있다.

끝없는 우주의 세계로

“자동차를 타고 지구에서 태양까지 간다면 얼마나 걸릴까요?”

우주공간연구실에 도착한 인턴들에게 안인선 국립과천과학관 주무관이 물었다. 우주가 얼마나 광활한 공간인지 가늠해보기 위한 질문인 것. 안 주무관은 “시속 100㎞로 달리는 차를 탄 채 멈추지 않고 무려 171년을 가야 1억5000만㎞ 떨어진 태양에 도착할 수 있다”고 설명했다. 차로는 평생을 달려도 닿을 수 없는 거리란 걸 알기에 정 양과 고 군은 놀란 표정을 감추지 못했다. 초속 15㎞로 달리는 우주선을 타면 태양까지 120일이 걸린다.

그렇다면 천문학자들은 태양과 같은 별 혹은 우리은하 밖의 은하가 지구로부터 얼마나 떨어져있는지 어떻게 알아냈을까. 안 주무관은 모눈종이 한 칸을 비추던 손전등을 2배 먼 거리에서 비추면 빛이 들어가는 모눈종이의 칸은 늘지만 종이에 닿는 빛의 밝기는 약해지는 실험을 선보이며 설명했다. “실험을 통해 봤듯이 지구에서 멀리 떨어져있을수록 별은 희미하게 빛나요. 같은 별이 지구에서 2배 멀어지면 밝기는 4분의 1이 됩니다. 이렇듯 지구에서 관측되는 별의 밝기 정도에 따라 그곳까지의 거리를 측정하는 것이지요.”(안 주무관)

안인선 주무관(왼쪽에서 첫 번째)이 풍선에 공기를 주입해 우주가 팽창하는 모습을 재현하고 있다

쉿, 우주는 팽창 중!

“우리은하 밖에는 얼마나 많은 은하가 있나요?”라고 고 군이 물었다. 은하는 수많은 별이 모인 집단으로 우주를 구성하는 기본 단위. 태양계가 속한 은하를 ‘우리은하’라고 한다. 안 주무관은 “우리은하 밖에는 수천억 개의 은하가 흩어져있다”고 답했다. “상상조차 할 수 없을 만큼 드넓은 우주에는 은하 들이 군데군데 모여 퍼져있어요. 은하들이 퍼져 있는 모양은 마치 뇌신경세포의 분포와 비슷합니다. 은하들의 무리 주변 곳곳에 빈 공간이 있죠.”(안 주무관)

불과 90여 년 전까지만 해도 사람들은 우리은하가 우주의 전부라고 생각했다. 우주는 지금 이 순간에도 끊임없이 팽창 중이다. 우주가 팽창할 때 우리은하에서 멀리있는 은하일수록 더 빨리 멀어진다는 ‘허블의 법칙’을 이해하기 위해 어린이들은 별모양 스티커가 붙은 풍선에 펌프를 이용해 공기를 불어넣었다. 이때 풍선이 커질수록 가운데 있는 별을 중심으로 먼 곳에 있는 별이 더욱 빨리 멀어진다는 사실을 발견했다.

정 양은 “우주가 팽창한다는 사실을 발견한 사람은 누구인가요?”라고 질문했다. 안 주무관은 “미국의 천문학자 에드윈 허블이 1923년 안드로메다가 성운이 아니라 은하라는 사실을 처음 발견했다. 이후 40여 개의 은하를 더 연구한 허블은 우주가 계속해서 팽창한다는 연구결과를 내놓았다. 처음에는 과학자들의 비웃음을 샀지만 머지않아 허블의 이론은 사실로 밝혀졌다”고 말했다.

어린이들이 천문학자들에게 보낸 유로파 연구 제안서를 우편함에 넣고 있다

우리도 별에서 왔다고?

“생명체의 기원을 별에서 찾을 수 있다는 사실, 알고 있나요? 질량이 큰, 무거운 별들은 초신성으로 폭발합니다. 이로 인해 무거운 원소들이 우주에 끊임없이 공급됐는데요. 탄소, 산소, 수소, 질소, 철과 같이 우리 몸을 구성하는 원소들은 별이 태어나고 죽는 과정에서 생겨났지요.”(안 주무관)

알 수 없는 우주에 사는 생명체는 인간뿐일까? 태양계에만 해도 과거 물이 흘렀던 흔적이 있는 화성 같은 행성이 존재한다. “외계 생명체는 반드시 있을 것 같다. 천문학자들에 유로파를 연구해달라고 제안하고 싶다”고 말한 어린이들은 “목성의 4대 위성 중 하나인 유로파에 추위를 견딜 수 있는 두꺼운 피부를 가진 외계인 살 것이다”라며 “과학자들이 유로파의 표면을 덮은 두꺼운 얼음층 아래에 물이 흐를 것이라고 예측했기 때문”이라고 말했다.