'수금지화목토천해'
한번쯤 이 단어들을 들어보신 적이 있으실텐데요.
각각의 단어들은, 태양계 행성 이름의 앞글자를 의미하고 있습니다.
수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성을 의미하고 있죠.
이 단어들을 외우면서 태양계의 행성 순서를 배우신 분들이 많이 계실 겁니다.
그리고 이 행성들은 모두 태양을 중심으로 돌고 있다는 것도 우리는 잘 알고 있습니다.
또만 태양은 뜨거운 가스 덩어리라는 것, 태양계는 은하계에 속해 있다는 것도 모두 배웠죠.
하지만 이 모든 지식들이 영원히 그대로 유지될 수 있을까요? 그렇지 않습니다.
언젠가는 지금 우리가 알고 있는 우주에 대한 지식들이 크게 바뀌게 될 날이 올 텐데요.
이러한 변화는 과거 명왕성이 행성에서 제외되었던 수준의 변화가 아닙니다.
우리의 하늘이 바뀌고 지구 자체에 큰 영향을 줄 수 있는, 거대한 사건들이 우리를 기다리고 있습니다.
그리고 이러한 일들이 일어날 확률은 100% 입니다.
모든 별들은 언젠가는 죽음을 맞이하게 됩니다.
이는 우리가 매일 보고 있는, 태양도 예외가 될 수는 없죠.
영원히 타오를 것만 같은 태양의 불꽃도, 언젠가는 완전히 꺼지게 될 겁니다.
태양은 내부에서 핵융합이라는 과정을 통해 에너지를 만들어 내고 있는데요.
쉽게 말해서, 엄청나게 많은 수소 원자들이 빠르게 움직이며 서로 부딪히고 있습니다.
그 과정에서 수소 원자들아 서로 뭉쳐지면서 '헬륨'이라는 원자를 만들어내고 있죠.
이렇게 수소가 헬륨으로 변화되는 과정에서 엄청난 양의 에너지가 쏟아져 나오게 됩니다.
이 에너지가 바로 우리가 보고 느끼고 있는, 태양에서 나오는 '빛'과 '열'입니다.
그런데 만약 태양이 이 수소들을 모두 소진하게 되면 어떻게 될까요?
그렇게 되면, 핵융합이 줄어들게 되면서 기존에 만들어진 헬륨들이 중심쪽에 쌓이게 됩니다.
이는 헬륨이 수소보다 훨씬더 무겁기 때문인데요.
그래서 태양의 중심 핵은 밀도가 점점 더 높아져서 수축하려는 힘이 강해지게 됩니다.
그렇게 되면 중심핵의 온도도 올라가게 되고, 이는 핵 주변부에 남아있던 수소층과 핵반응을 다시 일으키게 만들죠.
이 새로운 핵융합 반응으로 인해서, 태양의 바깥쪽으로 엄청난 에너지가 쏟아져 나가게 됩니다.
이 때 방출되는 에너지는 태양의 바깥층을 급격하게 부풀어 오르게 만드는데요.
이렇게 태양은 점점 더 거대해지게 되고, 결국 '적색거성'이라는 별로 변화하게 됩니다.
그리고 태양은 적색 거성이 되는 과정에서, 수성과 금성 그리고 지구를 차례대로 집어삼키게 되죠.
결국 지구에 존재했던 바다는 모두 증발되어 수증기가 되고, 또 수증기는 수소와 산소로 분해되기 시작합니다.
또한 분해된 수소는 우주로 빠져나가게 되고, 산소는 땅속에 묻혀 완전히 사라지게 되는데요.
이로 인해 지구의 대기 성분은 이산화탄소와 질소 위주로 바뀌게 될 겁니다.
뿐만 아니라, 엄청난 태양의 열기로 인해서 생명이 살아갈 수 없는 환경으로 변하게 되죠.
한편 적색 거성이 된 태양은, 바깥층이 계속 벗겨져 나가면서 결국 중심의 핵이 드러나기 시작합니다.
그리고 마지막에는 중심의 핵만 남게 되죠. 이렇게 태양은 서서히 식어가게 됩니다.
이것이 바로 태양의 마지막 모습인, '백색 왜성'입니다.
태양은 초신성으로 폭발하여 사라지지는 않지만, 이렇게 서서히 죽어가게 되는 거죠.
과학자들은 지금까지 설명한 일들이 약 50억 년 후에 실제로 일어날 것으로 예상하고 있습니다.
이렇게 태양이 죽게 되면, 결국 지구도 태양과 함께 끝나게 되는 겁니다.
약 40억 년 후에는 또 하나의 거대한 사건이 일어나게 됩니다.
태양이 죽기 약 10억 년 전에, 일어나게 되는 엄청난 사건인데요.
바로 우리가 속해있는 은하수와 이웃 은하인 안드로메다가 충돌하게 되는 사건입니다.
안드로메다 은하가 계속 청색편이(blue-shift)를 보이고 있기 때문에 확실시 되고 있는 사건이죠.
보통 우리에게서 멀어지는 천체들은, ‘적색편이(red-shift)’를 보이게 됩니다.
즉, 청색편이는 반대로 우리에게 점점 가까워지고 있다는 확실한 신호라고 할 수 있는데요.
이렇게 안드로메다 은하의 접근은, 실제로 관측이 되고 있는 명확한 사실입니다.
과학자들의 계산 결과, 두 은하는 시속 약 40만km의 속도로 접근하고 있습니다.
그래서 두 은하의 충돌은 언젠가는 반드시 일어나게 되는 일입니다.
하지만 두 은하의 충돌은 자동차가 충돌하는 것 처럼, 그렇게 격렬하지는 않은데요.
은하는 워낙 넓고 거대하기 때문에, 별들이 서로 부딪힐 가능성이 매우 낮기 때문입니다.
그래서 과학자들은 우리 태양계가 파괴될 가능성을 15%이하로 비교적 낮게 예상하고 있죠.
대신 두 은하는 수억 년 동안 천천히 서로를 감싸듯이 돌면서 부드럽게 합쳐지게 될 겁니다.
다만 두 은하의 중심에 있는 초거대 블랙홀들은 충돌하여 하나로 합쳐지게 되는데요.
충돌 이후에 더 거대한 블랙홀로 변화되어, 새롭게 탄생한 은하의 중심에 자리를 잡게 될 겁니다.
또한 두 은하의 충돌로 인해, 우리 은하의 모양은 지금과는 완전히 다른 타원형의 은하로 바뀌게 됩니다.
은하의 충돌이나 태양의 죽음처럼 먼 미래의 사건이 아닙니다.
당장 내일이라도 일어날 수 있는, 아주 임박한 사건도 있는데요.
바로 오리온 자리의 어깨에 위치한 '베텔게우스(Betelgeuse)’라는 별의 폭발입니다.
베텔게우스는 이미 매우 거대해진 적색 거성입니다.
약 50억 년 후 태양의 모습처럼, 수명이 얼마 남지 않은 별이라는 얘기죠.
다만 베텔게우스는 태양과 다르게, 핵융합이 끝나도 백색 왜성으로 변화되지는 않습니다.
베텔게우스는 태양보다 약 1,400배나 더 거대해서, 내부에 무거운 원소들이 아주 많이 있는데요.
그래서 베텔게우스는 이러한 무거운 원소들까지 끌어모아서 끝까지 핵융합을 일으키고 있습니다.
그리고 이렇게 무거운 원소들로 인한 핵융합은, 더 무거운 원소인 '철'을 계속 만들어내게 되죠.
만약 베텔게우스가 무거운 원소들까지 모두 소진하게 되면, 철은 중심핵 쪽으로 쌓이게 됩니다.
이렇게 되면 중심핵의 중력이 증가하게 되면서, 중심핵의 밀도와 압력이 급격히 증가하게 됩니다.
결국 중심핵의 수축이 최대 한계치를 넘어서게 되고, 마참내 중심핵이 급격히 붕괴되기 시작하죠.
그리고 엄청난 에너지를 우주로 방출하게 됩니다. 이것이 바로 초신성 폭발입니다.
베텔게우스가 폭발하게 되면, 밤하늘은 물론 낮에도 그 빛을 볼 수 있을 정도로 빛나게 되는데요.
이 때 하늘을 올려다보면, 마치 두 번째의 달이 떠오른 것 같은 느낌이 들게 될 수도 있습니다.
그리고 베텔게우스의 폭발은, 몇 주간이나 지속되다가 점차 어두워지게 될 겁니다.
마지막으로, 인류가 우리 은하 내에서 목격한 초신성은 1604년의 케플로 초신성이었는데요.
만약에 베텔게우스가 폭발하게 되면, 약 400년 만에 우리 은하 안에서 일어나게 되는 초신성이 됩니다.
또한 현 세대의 인류가 최초로 맨눈으로 보게되는, 가장 가까운 초신성이 되는 거죠.
만약 베텔게우스가 폭발하게 된다면, 우리는 역사적인 천문학적 사건을 목격하게 될 겁니다.
수 십억 년 동안 지구의 곁은 지켜온 달.
하지만 달은 지금도 조금씩 지구에서 멀어지고 있습니다.
현재 달은, 1년에 약 3.78cm씩 지구로 부터 멀어지고 있는데요.
과학자들은 그 원인으로 지구의 달 사이의 조석력 때문이라고 생각하고 있습니다.
조석력은 달과 지구 사이에서 중력의 차이로 인해 발생되고 있는 힘을 말합니다.
이러한 힘의 차이는, 지구의 바다에서 밀물과 썰물이 일어나게 만드는 주요 원인 중 하나가 되죠.
그리고 밀물과 썰물이 생기는 과정에서, 바닷물이 해저 바닥과 부딪혀 마찰을 일으키게 됩니다.
이러한 바닷물의 마찰은 지구의 자전 속도를 조금씩 느리게 만들고 있는데요.
이렇게 지구의 자전 속도가 점점 느려지게 되면, 달의 공전 속도는 반대로 점점 빨라지게 됩니다.
그리고 달의 공전 속도가 빨라지게 되면, 달은 튕겨져 나가듯이 지구에서 점점 더 멀어지게 되죠
.
이 변화는 매우 미세하게 일어나고 있지만, 장기적으로는 지구에 큰 영향을 줄 수 있습니다.
일단 달이 지구에서 점점 멀어진다는 사실은, 단순히 거리의 변화만을 의미하지는 않는데요.
만약 달이 지구를 떠나게 되면, 지구에는 여러 가지 중대한 변화가 일어나게 됩니다.
우선, 가장 큰 영향은 조수 간만의 차이, 즉 밀물과 썰물의 변화입니다.
현재 지구의 해양은 달의 중력에 의해, 아주 큰 영향을 받고 있는데요.
그런데 달이 멀어지게 되면 그 힘이 약해지면서, 밀물과 썰물의 차이가 점점 줄어들게 됩니다.
이는 해양 생태계는 물론, 해안 근처에서 살아가는 수많은 생물들에게 치명적인 영향을 미치게 되죠.
또한, 달은 지구의 자전축을 안정화시키는 아주 중대한 역할도 맡고 있습니다.
그런데 달이 멀어지게 되면 지구의 자전축이 불안정해지게 되어, 결국 계절과 기후 변화가 더욱 극심해지게 됩니다
마지막으로, 달빛은 야행성 동물들의 생존에도 아주 많은 영향을 미치고 있는데요.
만약 달이 멀어져 밤하늘이 더 어두워지게 되면, 생물들의 생태적 균형에도 미묘한 영향을 미치게 될 겁니다.
과학자들은 달이 이러한 속도로 계속 멀어지게 되면, 약 50억 년 후에는 지구의 중력에서 완전히 벗어날 것으로 예측하고 있습니다.
즉 약 50억 년 후에는, 달은 더 이상 우리의 위성이 아닌 하나의 독립된 천체가 될 수 있다는 얘기죠.
물론 그 이전에 태양이 적색 거성이 되서, 지구와 달 모두에게 치명적인 영향을 미칠 가능성이 높습니다.
하지만, 달의 점진적인 이탈은 지금도 계속 진행되고 있으며, 아주 미세하게 지구에 영향을 미치고 있는데요.
달이 멀어지며 일어나고 있는 이 미세한 변화들은, 언젠가 지구를 지금과는 완전히 다른 모습으로 만들어 버릴지도 모릅니다.
화성은 가까운 미래에 고리를 갖게될 가능성이 있습니다.
현재 화성의 위성 중 하나인 포보스는 점점 화성을 향해 다가가고 있는데요.
이로 인해 포보스의 공전 궤도는 점점 더 불안정해지고 있는 상태입니다.
그래서 과학자들은 포보스가 약 7천 만년 후에 화성에 충돌하여 산산 조각날 것으로 예측하고 있죠.
그리고 화성의 중력은 포보스의 수 많은 파편들을 끌어당겨, 화성의 주변에 고리를 만들게 될 겁니다.
이렇게 미래의 화성의 주변에는, 새로운 고리가 만들어지게 되는데요.
다만 이 화성의 고리는 토성의 고리보다 작고, 훨씬 더 얇을 것으로 예상되고 있습니다.
또한 화성의 고리에는 화성의 붉은 먼지가 대량으로 포함될 가능성이 있습니다.
그래서 화성의 고리는 다소 붉은 색을 띄게 될 것으로 과학자들은 예측하고 있죠.
이렇게 화성에 생기게 되는 고리는, 지구에 아무런 직접적인 영향을 주지는 않을 겁니다.
하지만 인류가 관측하는 하늘의 풍경은 확실하게 바뀌게 될 텐데요.
비록 맨눈으로는 보기 어렵겠지만, 망원경을 통해서 우리는 화성의 붉은 고리의 모습을 볼 수 있게 될 겁니다.
이러한 화성의 변화는 단순히 천체의 상태 변화를 넘어서, 태양계가 끊임없이 진화하고 있음을 보여주고 있습니다.
지구의 핵은 여전히 매우 뜨겁습니다.
하지만 한 가지 확실한 사실은, 서서히 식어가고 있다는 거죠.
지구의 핵이 식게 되면, 핵은 점점 굳어져 고체로 변화하게 됩니다.
이렇게 핵이 완전히 냉각되면, 지구의 자기장도 완전히 사라지게 되는데요.
지구의 자기장은 지구 중심에 있는 '외핵'이라는 곳에서 만들어지고 있기 때문입니다.
외핵은 녹은 철과 니켈로 이루어진 액체 상태로 존재하며, 빙글빙글돌며 움직이고 있습니다.
이러한 모습은 마치 뜨거운 물이 부글부글 끓어오르는 것과 다소 비슷하다고 할 수 있죠.
그리고 이 과정에서 전기가 만들어지게 되는데, 이 전기는 지구 주변에 자기장을 만들게 됩니다.
하지만 핵이 완전히 식어서 외핵이 딱딱하게 굳어버리되면, 액체 금속의 움직임도 멈추게 됩니다.
그러면 당연히 전기의 흐름도 사라지게 되고, 궁극적으로 지구의 자기장도 더 이상 만들어지지 않게 되죠.
지구이 자기장은 태양풍과 우주 방사선으로부터 지구를 보호하는 방패와 같습니다.
만약 이 자기장이 사라지게 된다면, 지구는 태양에서 나오는 고 에너지의 입자에 그대로 노출될 겁니다.
그리고 결국 지구는 더 이상 생명체가 안전하게 살아가기 어려운 환경으로 전락하게 되겠죠.
이러한 변화는 당장 일어나지는 않겠지만, 이론적으로는 완전히 배제할 수는 없습니다.
언젠가 지구의 핵은 반드시 식게 될 겁니다.
우리는 이러한 일들이 언제 일어나게 될지, 그 시점만 정확히 모르고 있을 뿐입니다.
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