천문학에서 다루는 수

천문학에서 다루는 수는 우리가 실생활에서 다루는 수와 판이하게 다르다. 어마어마하게 큰 수라고 표현하기에도 모자랄 정도의 어마어마한 수이다. 그래서 신문 기사나 미디어 또는 교과서 등에서 대단히 큰 숫자를 가리켜 '천문학적'이라고 이야기한다. 이처럼 단편적인 예를 통해서 보더라도 천문학에서 다루는 숫자는 인간의 상상력을 뛰어넘는 범위를 다루고 있다. 어쩌면 평생 살면서 단 한 번도 이와 같은 숫자에 대해서는 가늠해 보지 못할지도 모른다. 일반인들이 천문학자들이 다루는 숫자의 개념에 익숙해지기 위해서는 시간이 많이 필요할 것이다. 일반인만 수백만, 수십억, 수조억 등을 구별하기 어려운 것이 아니다. 미국 미래우주계획 대통령 자문위원회에서는 1990년도 보고서에 해왕성까지의 거리가 17억 마일임에도 불구하고 170만 마일이라고 표기한 적이 있다. 100만과 10억이 비교가 되겠는가? 100만은 10억의 1,000분의 1이다. 만약 해왕성이 170만 마일이라면 지금 우리가 볼 수 있는 달보다도 더 크고 밝게 보여야 할 것이다.  

 

 

천문학에서 우주 안의 천체들의 거리를 기술할 때 가장 자주 등장하는 단위가 바로 광년이다. 1광년은 빛이 1년 동안 진행한 거리를 의미한다. 빛은 일정한 속도로 진행하고, 우주 안에서 가장 빠른 속도를 가지고 있기 때문에 거리를 재는 데 명실상부한 표준이 되어 왔다. 광년이라고 하면 시간을 측정하는 단위라고 착각할 수 있다. 사람들이 시간과 거리를 혼용해서 사용하기 때문이다. 하지만 20분쯤 되는 거리, 1시간 정도 걸리는 거리라는 표현을 쓰는 것을 생각해 본다면 헷갈릴 문제는 안 될 것이다. 1광년은 몇 km나 될지 생각해 보자. 1km는 약 0.6마일이다. 빛은 매초 300,000km의 거리를 간다. 좀 더 쉽게 설명하자면, 빛은 1초에 지구의 둘레를 7번 돈다. 얼마나 빠른지 판단이 서지 않는다면, 일반 비행기가 지구 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간을 생각해 보라! 기름을 넣기 위해 경유하는 시간을 뺀다 해도 꼬박 2일이 걸리는 거리이다. 그렇다면 빛이 1년 동안 얼마의 거리를 갈지 계산해 보자. 무려 10조 km의 거리를 간다. 이는 지구를 2억 3,600만 번을 돌 수 있는 거리이다. 

 

이러한 계산을 바탕으로 보면 별은 우리가 상상하는 것 이상으로 멀리 떨리 떨어져 있다. 가장 가까운 별까지의 거리도 4.3광년이나 된다. 즉, 40조 km의 거리이다. 눈으로 보이지 않는 별들은 수백 또는 수천 광년이나 떨어져 있는 것이다. 오늘 밤 우리가 보는 별의 빛은 지금 이 시간에 비춘 빛이 아니다. 이토록 멀리 떨어진 곳에 있는 별들이 내는 빛은 100년 전에 그 별에서 떠난 빛이다. 따라서 우리가 오늘 밤 보는 그 별에서 일어나는 변화를 알아내기 위해서는 아무리 빨리 실험해 돌입한다 하더라도 그 사건이 벌어진 후 100년 후에나 할 수 있는 것이다. 쉽게 말하자면, 300광년 떨어진 별의 경우는 무려 300년 전에 떠난 빛을 보는 것이고, 우리는 300년 전의 빛의 소식을 전달받은 것이라는 의미이다. 그렇다면 인간은 그 300년 동안 무엇을 한 것일까? 그것은 지금 우리가 헤아릴 문제는 아니다. 지금 우리에게 도달한 빛을 연구하는 것이 천문학자의 몫이기 때문이다.