우주를 들여다봄

「깰 때이다」 하와이 통신원 기

과거를 보고 싶을 경우, 볼 수 있겠는가? 그 대답은 ‘그렇다’이다!

사실상, 별빛 반짝이는 밤하늘을 쳐다볼 때마다 우리는 과거를 들여다보고 있는 것이다. 그러면 그처럼 지나간 세월을 보는 매혹적인 경험을 하러 어디로 가면 좋을까? 고대 폴리네시아인들이 별들을 따라가 하와이를 발견했듯이, 오늘날 별들을 추적하거나 관측하고 싶어하는 많은 사람들은 섬으로 된 이 하와이 주를 찾아간다. 그런데 이들이 발견하게 되는 것은 최첨단의 천문학 기술—인간으로 하여금 과거를 훨씬 더 멀리 들여다볼 수 있게 해주는 과학 기술—이다.

우리도 하와이 섬, 즉 ‘큰 섬’으로 가보는 것이 좋겠다. 그곳에서 마우나케아라고 불리는 사화산의 정상까지 올라가 보겠다. 해발 4205미터 지점에서, 우리는 우주를 들여다보기 위해 건립된 세계 굴지의 우주 천문대 몇 곳을 방문할 것이다.

마우나케아 산에 오르다

아침 일찍 떠나 마우나케아 산 정상으로 가는 자동차 길은 멀고도 구불구불하다. 우리는 연 강우량이 500센티미터 이상 되는 열대 기후인 보다 낮은 지대를 벗어나, 연중 수개월 동안 눈이 쌓여 있기도 하는 이 사화산 위쪽의 메마른 경사지를 향해 올라간다. 위로 올라가 수목 한계선을 지나자 가파르고 위험한 비포장 도로가 나온다. 이제야 4륜 구동 차량이 필요한 이유를 알겠다.

마침내, 정상에 도착하고 보니 여기저기 흩어져 있는 천문대가 눈에 많이 띈다. 이곳의 공기는 신선하고 맑고 아주 투명하다. 우리는 차를 주차시키고 밖으로 나온다. 상쾌하고 쌀쌀한 바람에 순간적으로 몸이 오싹한다. 하지만 주위를 둘러보자 우리의 들뜬 마음은 흥분에 휩싸인다. 다른 모든 육지와 바다의 모습을 차단하듯이 에워싸고 있는 구름 덮개 위로 높이 솟은, 화산의 메마른 꼭대기에 우리가 서 있는 것이다!

왜 하필 여기에?

1960년대 초에, 천문학자들은 우주 공간 그리고 과거를 들여다보기 위해 ‘큰 섬’ 최초의 천문대 건립을 시작했다. 그런데 왜 하필 여기, 태평양의 멀리 떨어진 섬에 있는 화산의 정상에 지었는가?

이 독특한 위치가 별들의 세계를 조사하는 데 그렇게도 유용한 기본적인 이유가 네 가지 있다. 즉 (1) 연중 맑은 밤하늘의 비율이 높고, (2) 대기가 투명하고 안정성이 있어 일그러져 보이는 일이 적고, (3) ‘큰 섬’의 시 조명 규정에 의한 보호에 따라 야간의 빛 밝기가 극도로 약하고, (4) 습도가 대단히 낮기 때문이다. 마지막 요인은 왜 중요한가? 습기가 어떤 종류의 기계에는 방해가 되기 때문이다.

이곳이 우주 공간을 들여다보는 탁월한 위치가 되게 한 이례적인 대기의 특징을 심지어 육안으로도 쉽게 볼 수 있다. 천체 관측에는 마우나케아가 거의 완벽에 가까운 위치로 여겨지는 것도 놀라운 일이 아니다.

천문대 내부

우리는 안내원을 만난 다음 그를 따라 W. M. 케크 천문대로 간다. 현재까지는 최대이자 단연 최고의 성능을 가진 망원경이 이곳에서 제작중이다.

그 안에 들어서자, 천문학자들이 이제 더 이상 육안으로 이러한 망원경을 들여다보지 않는다는 것을 금방 알아차리게 된다. 그건 이미 옛날 이야기다! 오늘날, 과학자들은 강력한 컴퓨터 및 기타 정교한 장치를 통해 망원경과 상호 작용을 한다. 컴퓨터로 조작되는 이 장치로는 육안으로 볼 수 있는 것의 수십억 배를 볼 수 있다.

얼떨떨해지지 않는가? 천문학자들은 이 과학 기술을 통해 단지 며칠 동안의 관측만으로도 그후 여러 달 동안 계속 바쁘게 분석해야 할 만큼 많은 자료를 수집할 수가 있다.

이제 안내원은 이 W. M. 케크 천문대를 천문학 기술의 선봉에 서게 한 것—그곳 망원경의 독특한 설계—에 우리의 주의를 환기시킨다. 6각형의 거울 36개가 붙어 있는 것이 보이는데, 각 거울은 너비가 약 1.8미터다. 거울 전체는 지름이 10미터나 되는 거울과 같은 크기다.

캘리포니아 천문학 연구 협회에서 내놓은 보도 자료는 이 망원경의 작동 방법을 설명하면서 이렇게 기술한다. “거울들의 위치가 전자 작용에 의해 백만분의 1인치의 정밀도—인간 머리카락 굵기의 천분의 1—로 조절되므로” 그 거울들 중 제자리에 놓인 4분의 1만으로도, 그 망원경은 캘리포니아에 있는 “팔로마 천문대의 200인치[5미터] 헤일 망원경의 성능과 이미 맞먹는다.”

그것뿐만이 아니다. 그 협회는 아직도 설치 작업중인 이 망원경 옆에 두 번째 망원경을 설치하기 위한 자금을 최근 입수하였다고 안내원은 우리에게 알려 준다. 이 두 대의 쌍둥이 망원경은 하나의 거대한 우주 쌍안경 역할을 하여, 이제까지 가능하다고 생각했던 것보다 더 멀리 우주 공간을 관측하게 될 것이다. 이런 자리에 우리가 있다니 정말 흥분하지 않을 수 없다!

하지만 이 고도에서 너무 흥분하면 곤란한데, 우리의 신체 조직에 산소가 결핍되는 저산소증이 나타날 가능성이 농후하기 때문이다. 생각을 집중하고 말을 조리있게 하는 데 힘이 드는 것으로 보아 우리의 정신이 썩 예리한 상태가 아님을 느끼게 된다. 사실, 우리가 이 고지대에서 너무 빨리 움직이거나 에너지를 너무 많이 소모한다면 두통, 구역질, 졸도 등이 일어날지 모른다. 확실히 이곳은 건강이 나쁜 사람에게는 금단의 장소다.

따라서 정상에서 다섯 시간을 지내고 난 지금은 해발 2800미터 지점을 향해 산을 내려갈 시간이다. 지금까지 특색 있는 아침을 보냈다.

별들은 무엇을 말해 주는가?

해발 2800미터 지점에는 약 50명의 천문학자들과 보조 요원들을 위한 숙소와 시설이 있다. 또한 이 지점에는 방문객 센터가 있어서, 마우나케아의 천문대들에 관한 강의를 들을 수가 있다.

뿐만 아니라, 이곳에 유숙하고 싶어하는 사람들에 대한 대접으로, 하와이 대학교의 자격을 갖춘 과학자의 해설을 들으면서 28센티미터 망원경을 통해 밤에 별들을 관측하는 기회도 있다. 독자도 우리처럼 그곳에 유숙해 본다면 실망하지 않을 것이다. 적어도, 그렇게 해보는 것은 별들이 해줄 수 있는 증언이 무엇인지 배우면서 대단히 이례적인 하루를 장식하는 멋진 방법이다.

우리가 과거를 볼 수 있다고 서두에서 말한 이유가 궁금할 것이다. 이 개념을 이해하는 데 하나의 예가 도움이 될지 모른다. 안드로메다 은하를 예로 들어 보자. 맑은 날 밤에는 육안으로 그 빛을 볼 수도 있을 것이다. 별들로 이루어진 그 섬 우주가 지구로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지 그리고 빛이 초당 29만 9792킬로미터 속도로 여행한다는 사실을 알게 된 오늘날, 과학자들은 우리가 보는 안드로메다 은하로부터 나온 빛이 이미 150만 년이나 경과한 것이라고 측정하였다! 그렇다. 별빛을 본다는 것은 사실상 과거를 보는 것이다.

마우나케아의 이러한 진보된 새 망원경들을 갖게 된 인간은 이제 훨씬 더 먼 과거를, 더 먼 우주 공간을 볼 능력이 생겼다. 이것은 현대 망원경들이 육안에 비할 수 없을 만큼 그 성능이 뛰어나기 때문이다. 사실, 현재의 과학 기술에 힘입은 천문학자들은 80억 년이나 경과된 별빛을 보고 있는 것으로 추산된다! 그들은 그러한 자료의 수집을 통하여, 별들이 어떻게 생겨났고 우주가 어떻게 형성되었는지 더 잘 이해하게 되기를 기대하고 있다.

두말할 나위 없이, 오늘은 우리 방문객에게 뜻 깊은 날이었다. 우리가 본 내용은 오랫동안 기억에 새겨질 것이다. 천문학자들이 현재 보고 있고 또 앞으로 볼 것들을 생각할 때 우리는 창조의 경이에 경탄하지 않을 수 없다. 이제 더 이상 별빛 반짝이는 밤하늘을 무심히 흘끗 보고 돌아서지 않을 것이다. 지금부터는 이 특별한 하루 그리고 산 위에 자리잡은 이 관측소의 아름다움을 기억할 것이다.

그러한 경험에 우리 모두의 마음이 감동되어, 그토록 우리의 경탄을 자아내는 우주를 만드신 분께 감사드리게 되기 바란다.—이사야 40:26; 42:5.

[25면 사진 자료 제공]

California Association for Research in Astronomy