빛의 속도로 도는 별 (중성자별, 희귀한 지구, 생명체 조건)

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1초에 716번 회전하는 별이 실제로 존재한다는 사실을 믿으시나요? 지구가 하루에 한 바퀴 도는 동안, 우주 어딘가에선 빛의 속도 24%에 달하는 속도로 미친듯이 자전하면서도 붕괴되지 않는 천체가 있습니다. 저는 처음 이 이야기를 접했을 때 그저 숫자가 주는 압도감에 멍해졌습니다. 하지만 더 놀라운 건 그 다음이었습니다. 이 극단적인 우주의 사례를 보고 나니, 우리가 숨 쉬는 이 평범한 지구가 얼마나 기적 같은 확률로 존재하는지 뼈저리게 깨닫게 되었거든요. 중성자별, 물리 법칙의 끝에서 버티는 괴물 PSR J1748-2446AD라는 이름의 이 천체는 현재까지 발견된 가장 빠르게 자전하는 별입니다. 펄사로 분류되는 이 중성자별은 1초에 무려 716번 회전하는데, 이는 지구보다 약 43만 배 빠른 속도입니다. 적도 회전 속도만 따져도 초속 약 7만 km를 넘어서죠. 솔직히 이 정도 속도라면 별의 표면이 원심력에 의해 찢겨 나가야 정상입니다. 그런데 이 별은 멀쩡합니다. 비결은 극도로 조밀한 물질 밀도에 있습니다. 태양보다 무거운 질량을 지름 34km 안에 압축한 이 천체는, 1티스푼 무게만 6억 톤에 달할 정도로 압도적인 중력을 자랑합니다. 과학자들은 중성자별 자전의 이론적 상한선을 초당 약 1천회 정도로 보는데, PSR J1748-2446AD는 그 한계선의 70% 지점에 있습니다. 제가 보기엔 이 별은 자연이 허용하는 회전 속도의 마지막 단계를 실시간으로 실험하고 있는 셈입니다. 우주 어딘가에서 물리 법칙이 허용하는 경계선 직전까지 가본 천체가 지금도 돌고 있다는 게 경이롭지 않나요? 희귀한 지구, 우연의 산물인가 필연인가 그렇다면 우리 지구는 어떨까요? 극단적인 중성자별과 달리, 지구는 너무나 평온하고 안정적입니다. 하지만 이 평온함이 우주적 관점에서 보면 오히려 더 희귀한 현상일지도 모릅니다. '희귀한 지구 가설'은 생명체가 살기에 적합한 행성이 우주에 매우 드물다고 주장합니다. 이 가설은 단순히 물이 있고 온도가 적...

심해 탐사의 진실 (압력, 생명체, 오염)

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우리는 화성 표면의 지형도는 가지고 있으면서, 정작 발밑 10km 아래 바닷속은 95%를 모른다는 사실을 아시나요? 지구 표면의 71%가 바다인데도 인류가 직접 확인한 해양은 고작 5%에 불과합니다. 저는 이 수치를 처음 접했을 때 솔직히 믿기지 않았습니다. 그런데 자료를 찾아볼수록, 심해 탐사가 단순히 '어렵다'는 차원을 넘어 물리적으로나 기술적으로 거의 불가능에 가까운 영역이라는 걸 깨달았습니다. 1,100기압이라는 압력의 의미 심해가 왜 이렇게 탐사하기 어려운지는 수치 하나면 충분합니다. 수심 10m마다 1기압씩 증가한다는 단순한 공식이 심해에서는 생존 불가능의 벽이 됩니다. 마리아나 해구의 최저점은 10,984m로, 이곳의 수압은 무려 1,100기압에 달합니다. 이 압력이 어느 정도냐면, 대부분의 금속 구조물이 찌그러지고 전자기기는 순식간에 망가집니다. 생명체의 세포막이 터질 정도의 환경입니다. 1960년 트리에스테호가 처음 해구 바닥에 도달했을 때도 장비 고장으로 진흙만 보고 올라와야 했고, 2012년 제임스 카메론이 1인용 잠수정으로 재도전했을 때야 비로소 선명한 영상을 얻을 수 있었습니다. 제가 흥미롭게 본 건 '관측의 역설'입니다. 심해는 빛이 전혀 닿지 않아 카메라를 가져가도 조명 없이는 아무것도 볼 수 없습니다. 그런데 빛을 비추는 순간 생물들이 놀라 도망가거나 색을 바꿔버려, 관측하면 할수록 오히려 본래 모습에서 멀어지는 겁니다. 마치 양자역학의 관측자 효과를 해저에서 체험하는 느낌이었습니다. 태양 없이 사는 생명체들 심해 생태계는 지상의 모든 생물학 교과서를 다시 써야 할 만큼 독특합니다. 빛이 없다는 건 광합성이 불가능하다는 뜻이고, 결국 지상과는 완전히 다른 에너지원이 필요합니다. 실제로 열수 분출공 주변에는 황화수소를 분해해서 에너지를 얻는 화학 합성 생태계가 존재합니다. 지금까지 확인된 생명체 종의 약 80%가 바다에 살지만, 그중 분류되고 등록된 건 겨우 20%입니다. 나머지...