2023. 12. 17. 01:18ㆍ천문학
숫자 0에서는 아무 일도 일어나지 않고 일어날 수도 없습니다. 숫자 0은 2억 개를 더해도 0인데 예를 들어 질량이 전혀 없는 부피는 커피잔 크기나 축구장 크기나 상관없이 질량 무게는 0입니다. 그런데 0에서 2톤의 무게 질량이 생겨났다고 하는 것은 과일은 과일 가게에서 생겨나고 고기는 정육점에서 생겨나며 쌀은 밥솥에서 생겨난다고 억지를 부리는 것과 같습니다. 아울러 아무것도 없는 0에서 무엇이 생겨났다고 하는 것은 현대물리학의 기본개념인 에너지 질량 보존의 법칙과 상대성 원리 및 이론들을 부정하는 것입니다. 특수상대성이론에서 에너지와 질량은 동일시되는데 그것이 다른 형태로 전환해도 에너지 총합은 일정하다는 것이 에너지 질량보존의 법칙입니다. 그러므로 에너지가 있다는 것은 질량이 있다는 것입니다. 세상에는 인간의 능력으로 관측할 수 있는 질량이 있고 관측이 불가능한 질량이 있습니다. 하지만 아무리 관측이 불가능한 질량을 가진 입자라 해도 자기력이나 중력으로 자기 존재를 나타내기도 합니다. 아울러 빛은 중력에 반응할 뿐만 아니라 속도를 통해서도 질량의 근거를 나타냅니다. 즉 빛의 속도는 물속, 진공, 대기에서 모두 다른데 이것은 광자가 질량을 가졌으므로 물질의 저항을 받기 때문입니다. 광자보다 더 가벼운 원 입자도 질량 관측이 가능해지는 것입니다. 블랙홀은 광자까지 해체되고 마지막으로 남은 원 입자들이 극단적으로 압축된 진공입니다. 진공에 에너지를 제공하면 광자가 생겨나는 것을 확인할 수 있습니다. 그리고 진공에 에너지를 제공하지 않으면 그 광자들은 도로 사라집니다. 이는 진공에 광자가 생겨날 수 있는 재료가 있다는 것을 의미합니다. 다시 말해서 광자보다 작은 질량을 가진 입자가 존재하는 것입니다. 이 입자를 원 입자라고 하며 진공을 이루고 있는 원 입자들이 에너지를 얻으면 서로 결합하여 광자로 나타납니다. 진공에서 관측할 수 있는 질량이 생겨났다는 것은 그 질량을 만든 무언가가 있다는 것입니다. 즉 질량이 1인 원 입자가 있다는 것입니다. 만약에 이 원 입자의 질량이 0이면 2백억 이상을 합쳐도 그 질량은 0입니다. 하지만 원 입자의 질량이 1이면 그것이 합쳐진 만큼의 질량을 갖게 됩니다. 원 입자는 개체 상태에서는 관측할 수 있는 질량을 갖지 못하지만 여럿이 뭉쳐서는 비로소 인간이 관측할 수 있는 질량을 갖고 나타납니다. 모든 물질을 이루고 있는 원자들에는 번호가 있습니다. 그 번호는 원자핵을 이루는 양성자 수와 일치하는데 그 양성자수는 수소 원자의 핵인 양성자와 일치합니다. 그래서 원자 안에 수소 원자가 몇 개 들어 있는지에 따라 헬륨이 되기도 하고 산소가 되기도 합니다. 원자들의 족보를 살펴보면 모든 원자가 있기 전에 수소 원자가 있었고 수소 원자가 있기 전에 양정자가 있었고 양성자가 있기 전에 쿼크 입자들이 있었고 쿼크 입자들이 있기 전에 전자가 있었고 전자가 있기 전에 중성미자가 있었고 중성미자가 있기 전에 광자가 있었고 광자가 있기 전에 원 입자가 있었습니다. 태초에 그 원 입자들이 결합하여 암흑물질이 생겨나고 그 암흑물질에서 원자를 구성하는 기본입자들이 생겨나 결합하고 진화하며 우주를 형성했습니다. 원 입자를 알면 우주 질량의 실제 진실, 암흑에너지의 진실, 우주의 탄생, 암흑물질의 진실, 블랙홀의 진실, 중력의 진실 등 우주의 모든 비밀을 밝힐 수가 있습니다. 이 원 입자들은 한때 존재했다가 사라진 것이 아니라 현재도 우주 공간을 채우고 있으며 우리와 함께 공존합니다. 그리고 상대성에 따라 수시로 무엇이 되어 우리 앞에 나타납니다. 다만 우리는 그 현상을 보고 있으면서도 깨닫지 못할 뿐입니다. 원 입자는 상대성에 따라 변화무쌍하며 인류문명에 많은 혜택을 주고 있지만 인류는 그 혜택을 매일 매 순간 누리면서도 깨닫지 못하고 있는 것입니다. 우리가 보고 있는 거시세계는 바로 이 원 입자들로 이루어진 미시세계에서 왔습니다. 그러므로 원 입자에 대해 깨닫는 것은 미시세계의 전부를 깨닫는 것이며 거시세계의 전부를 깨닫는 것과 같습니다. 우주에는 암흑에너지라 불리는 진공이 있고 블랙홀이라 불리는 압축된 진공이 있습니다. 블랙홀은 물질이 존재하지 않는 공간입니다. 블랙홀은 진공상태이며 일반진공과 달리 극단적으로 압축된 진공입니다. 블랙홀은 물질이 붕괴하며 광자까지 해체되고 마지막으로 남은 입자인 원 입자들로 이루어져 있습니다. 블랙홀은 원 입자들이 극단적으로 압축된 진공입니다. 블랙홀에 엄청난 질량이 있다는 것은 그 질량이 되는 원 입자들이 극단적으로 압축되어 있다는 증거입니다. 반면에 암흑에너지는 그 원 입자들이 압축되지 않은 원래 상태의 진공입니다. 무한공간에서 우주가 팽창하는 만큼 계속 유입되는 암흑에너지는 은하에서 방출하는 에너지와 상호작용하며 암흑물질로 변환됩니다. 은하에서 방출하는 전자기파는 주변의 우주 진공에 에너지를 제공하며 그 암흑에너지를 이루고 있는 원 입자들을 결합해 암흑물질로 변환시키는 것입니다. 그렇게 생겨난 암흑물질의 질량은 은하의 10배 정도에 이릅니다. 별을 생성하는 은하에서 방출하는 전자기파는 주변의 암흑물질에 에너지를 제공하며 암흑물질을 이루고 있는 입자들을 결합해 일반물질을 구성할 수 있는 기본입자들로 변환시키며 수소를 생성합니다. 그리하여 별을 생성하는 성운은 매우 빠른 속도로 확산하며 질량을 확장합니다. 그에 따라 중력도 확장되고 암흑물질의 질량도 계속 확장됩니다. 그렇게 확장되는 질량의 중력은 성운의 내부를 압축하며 별들을 생성합니다.
'천문학' 카테고리의 다른 글
우주에 대한 모든 것 (0) | 2023.12.16 |
---|---|
천문학의 실용 가이드와 미래의 천문학에 대한 생각 (0) | 2023.12.15 |
천문학자가 되기 위한 길 그리고 여정 (0) | 2023.12.14 |
천문학의 미래와 사회에서의 영향력 (0) | 2023.12.14 |
천문학의 이론과 원리 (0) | 2023.12.14 |