COSMOS(코스모스)

[그림자]

● 저자...칼 세이건

● 서문
* 칼의 부인 앤 드루얀이 칼을 그리워하며 쓴 내용. 칼이 생전에 야외 탁자에 앉아 원고를 살펴보고 있을 때 등 뒤로 큰 사슴이 다가와 칼의 원고 보는 모습을 지켜보고 있었다는 에피소드가 있다.

● 머리말
* 우리도 코스모스의 일부이다. 이것은 결코 시적 수사가 아니다. 인간과 우주는 가장 근본적인 의미에서 연결되어 있다.

● 1장, 코스모스의 바닷가에서
* 앎은 한정되어 있지만 무지에는 끝이 없다. 지성에 관한 한 우리는 설명이 불가능한, 끝없는 무지의 바다 한가운데 떠있는 작은 섬에 불과하다. 세대가 바뀔 때마다 조금씩이라도 그 섬을 넓혀나가는 것이 인간의 의무이다---토마스 헉슬리, 1887년

* 코스모스는 과거에도 있었고 현재에도 있으며 미래에도 있을 그 모든 것이다.

* 행성 지구에 오신 것을 환영합니다. 푸른 질소의 하늘이 있고 바다가 있고 서늘한 숲이 있으며 부드러운 들판이 달리는 지구에 오신 것을 환영합니다.

* 이집트의 알렉산드리아의 도서관장이었던 에라토스테네스는 알렉산드리아와 시에네에서 그림자가 비추는 시간이 다르다는 것을 알게 되었다. 에라토스테네스는 이를 통해 지구 표면이 곡선이라는 사실을 깨닫는다. 그리고 실험을 통해 알렉산드리아와 시에네가 800km 떨어져 있다는 것을 알게 되었다. 따라서 에라토스테네스를 인류 역사상 처음으로 한 행성의 크기를 정확하게 측정한 사람이라고 할 수 있을 것이다.

* COSMOS는 우주의 질서를 뜻하는 그리스 어이며 Chaos에 대응되는 개념이기도 하다. 코스모스라는 단어는 만물이 서로 깊이 연관되어 있음을 내포한다.

* 알렉산드리아 대도서관은 세계 역사상 최초로 설립된 도서관이다. 도서관 학자들은 코스모스 전체를 연구했다.

* 알렉산드리아 도서관의 서가에는 사모스의 아리스타르코스라는 천문학자가 쓴 책이 소장되어 있었다고 한다. 그는 지구도 하나의 행성으로서 여타의 행성처럼 태양 주위를 공전한다고 주장했으며, 별들이 대단히 멀리 떨어져 있는 전체라는 사실을 알고 있었다고 한다.

● 2장, 우주 생명의 푸가

* 우리가 지구 생명의 본질을 알려고 노력하고 외계 생물의 존재를 확인하려고 애쓰는 것은 실은 하나의 질문을 해결하기 위한 두 개의 방편이다. 그 질문은 바로 ' 우리는 과연 누구란 말인가?' 이다(p65).

* 성간운(성간 구름)을 전파 망원경으로 관측하면 그 안에서 수십 가지의 유기 분자를 쉽게 발견할 수 있다. 성간운에 유기 분자가 풍부하다는 사실은 생명의 기본 물질이 우주 어디에서나 존재할 것이라는 예측을 가능케 한다. 생명의 기원과 진화는 시간만 충분히 주어진다면 하나의 우주적 필연인 것이다(p65).

* 헤이케게 이야기- 일본 천왕 자리를 놓고 전쟁을 벌이던 헤이케파와 겐지파의 싸움에서 헤이케파는 전멸하였고 헤이케파의 지도자였던 당시 일곱살이던 천왕 안도쿠는 할머니 니이와 함께 바다에 투신하였다. 당시 전투에서 살아남은 여자들은 그 지역의 어부들에게 몸을 팔거나 결혼하였다. 그후 헤이케 사무라이들은 역사에서 사라졌지만 어부들 사이에서는 지금도 헤이케 사무라이들이 유령이 되어 바다밑을 헤메고 다니고 있다고 믿는다. 그런데 그 지역에서는 등껍질이 사무라이 얼굴을 한 게가 잡혔는 데 어부들은 ' 헤이케게'라고 이름 붙였고 잡아도 먹지 않고 바다로 돌려 보냈다고 한다.(p67~70)

* 자연선택은 영겁의 세월 속에서 생명의 소리를 더 아름다운 음악 작품으로 조탁해 왔다(p76).

* 진화의 비밀은 죽음과 시간에 있다. 진화는 돌연변이와 자연선택을 통해서 이루어진다. 생물의 진화는 돌연변이와 자연 선택 사이의 정확한 균형을 필요로 한다.

● 3장, 지상과 천상의 하모니

- 점성술은 관찰과 수학, 철저한 기록과 엉성한 생각, 그리고 살아남기 위한 교묘한 거짓말이 뒤섞인 가운데 발달했다.

- 코스모스를 보는 두 가지 관점, 즉 지구 중심설과 태양 중심설의 대결이 절정에 이른 것은 16세기 말과 17세기 초 사이에 살았던 한 과학자를 통해서였다. 그는 포톨레마이오스처럼 점성술 학자이자 천문학자였으며, 인간 정신이 족쇄에 묶여 있던 암울한 시대를 살아간 위대한 영혼이었다. 그는 1571년에 독일에서 때어난 요하네스 케플러였다.

- " 기하학은 천지 창조 이전부터 있었다. 기하학은 신의 뜻과 함께 영원히 공존한다...기하학은 천지 창조의 본보기였다...기하학은 신 그 자체이다" (케플러가 유클리드 기하학을 배우면서)

* 튀코 브라헤(황실 천문학자였으며 사망하기 전 케플러에게 자신의 관측 자료를 넘겨주면서 자신의 삶이 헛되지 않기를 소망했다).

* 케플러의 제1 법칙
> 행성은 타원 궤도를 따라 움직이고 태양은 그 타원의 초점에 있다.
* 케플러의 제2 법칙
> 행성과 태양을 연결하는 동경은 같은 시간 동안에 같은 넓이를 휩쓴다.
* 케플러의 제3 법칙
> 행성의 주기(행성이 궤도를 한 바퀴 도는데 걸리는 시간)를 제곱한 것은 행성과 태양 사이의 평균 거리를 세제곱한 것에 비례한다.

- " 어제는 하늘을 재더니, 오늘 나는 어둠을 재고 있다. 나는 뜻을 하늘로 뻗쳤지만, 육신은 땅에 남는구나" (케플러가 스스로 쓴 비문)

* 뉴턴

- 물체가 떨어지는 일은 태초부터 있었다. 달이 지구 둘레를 돈다는 사실은 까마득한 옛적부터 알려져 있었다. 그렇지만 이 두 가지 현상이 같은 힘에 따라 일어난다는 엄청난 사실을 최초로 알아낸 사람이 뉴턴이었다. 뉴턴의 중력 법칙을 '만유인력의 법칙'이라고 하는 까닭이 바로 여기에 있다. 뉴턴의 중력 법칙은 우주 어디에서나 성립하는 범우주적 성격의 법칙이기 때문이다.

● 4장, 천국과 지옥(금성)

* 달에는 수많은 충돌로 운석공 등의 흔적이 수없이 많음에도 달과 가까운 지구에는 흔적이 거의 없는 이유는 지구의 침식 작용 때문이다(p191).

- 금성의 실제 상황을 알려준 최초의 단서는 가시광선이나 적외선 대역의 스펙트럼에서가 아니라 전파 대역에서 얻어졌다...1956년 초 전파 망원경을 금성쪽으로 돌렸더니 금성이 전파를 방출하고 있음을 처음 알게 됐다.
수신된 전파 신호를 분석한 결과 금성의 온도가 매우 높다고 추측할 수 있었다.

- 금성의 공전과 자전에는 신기한 점이 또 하나 있다. 지구에 가장 근접할 때마다 금성의 동일한 면이 지구를 향한다. 금성이 자신의 공전과 자전을 지구의 공전 운동과 절묘하게 맞추지 않는다면 이러한 일은 일어날 수 없을 것이다.

● 5장, 붉은 행성을 위한 블루스(화성)
- 왜 화성인가? 토성이나 명왕성이면 어떤가? 그것은 언뜻 보기에 화성이 지구와 매우 비슷하기 때문이다...화성이 지구인의 희망과 두려움을 투사할 수 있는 신화의 공간으로 어느새 둔갑해 버렸던 것이다.

* 칼 세이건은 동료들과 함께 화성에 생물이 존재할 가능성을 확인하고자 화성의 기후와 유사한 환경을 갖춘 실험실에 미생물을 넣어 실험했지만 모든 미생물들이 죽었다.

- 만약 화성에 생명이 어떤 형태로든 존재한다면, 지구 생명 형태의 보편성을 시험해 볼 수 있는 절호의 기회가 된다. 그리고 지구와 비슷한 화성에 생명이 없다면, 왜 생명이 없어야 하는지 그 이유를 밝혀야 한다(p261).

* 칼 세이건은 생명의 탄생에 탄소와 물이 반드시 존재해야 한다고 생각하는 점에서 스스로를 탄소 지상주의자이자 물 지상주의자라고 했다.

- 생명의 본질은 우리를 만들고 있는 원자들이나 단순한 분자들에 있는 게 아니라 이 물질들이 결합하는 방식에 있다(p263).

● 6장, 여행자가 들려준 이야기(목성)
* 보이저 2호의 목성 탐험
* 네덜란드의 무역로를 개척하기 위한 항해 탐험과 암스테르담 시청 청사는 17세기 네덜란드 인들의 자신감과 현세적 세계관을 반영하는 건축물

<아틀라스 신의 조각상이 별자리로 장식된 하늘을 어깨로 떠받치고 있으며, 아래는 정의의 신이 죽음의 신과 형벌의 신 사이에서 황금의 칼과 저울을 들고 상인들의 신이라고 할 탐욕의 신과 시기의 신을 두 발로 밟고 서 있다>

* ' 저는 소란을 피우고 싶지 아니하며, " 편히 살려면 남의 눈에 띄지 말아야 한다" 라는 제 좌우명대로 지금껏 조용히 지내 왔습니다. 원컨데 앞으로도 조용히 살기를 희망합니다' (지동설을 주장한 갈릴레오의 종교 재판을 받고 이단으로 몰려 격렬한 비난을 받은 모습을 본 데카르트가 쓴 편지에서).

* 크리스티안 하위헌스...네덜란드의 수학자이자 천문학자로서 토성의 위성 타이탄을 처음으로 발견했으며 금성이 구름으로 완전히 뒤덮혀 있을 것으로 추정했다. 아이작 뉴턴은 하위헌스를 "가장 고상한 수학자"로 평가했으며, 고대 그리스 수학의 전통을 계승한 진정한 후계자로 지칭했다.

- 토성의 위성들 중에서 우리의 관심을 가장 끄는 것은 타이탄이다.

- 영원히 방랑할 운명의 우주선이 '별의 섬' 들로부터 멀리 떨어져 나와, 엄청난 질량이 묶여있는 은하수 은하의 중심을 한 바퀴 다 돌 때쯤이면 지구에서는 이미 수억 년의 세월이 흘렀을 것이다. 인류의 대항해는 이렇게 시작되었다(보이져 호는 태양계 탐사를 마치고 태양계 밖으로 넘어가 우주 공간을 영원히 떠돈다).

● 7장, 밤하늘의 등뼈
* 어릴 적 살던 도시(뉴욕 시 브루클린의 벤손허스트)의 도서관에서 우주에 관한 책을 읽으면서 천문학자가 되기로 결심.

* p332~p339 는 저자(칼 세이건)가 고대 원시 시대에 별을 상상하는 장면이다. 우연히 발견된 불꽃을 하늘의 별과 연관지어서 생각한다.

* 밤하늘의 등뼈...보츠와나 공화국 칼라하리 사막에 사는 쿵Kung족이 은하수를 지칭한 용어.

- 어떤 문명권이든 시간이 주어진다면 과학을 발견할 수 있겠지만, 그래도 최초는 있다. 그것이 바로 이오니아였다. 과학은 이오니아에서 태어났다.

- 이오니아의 첫 번째 과학자는 밀레투스의 탈레스였다. 탈레스는 신들의 도움을 빌리지 않고 세상을 이해하려고 노력했던 인물이다.

- 공기에 대한 실험을 최초로 했다고 기록에 나오는 인물은 기원전 450년경에 활약했던 엠페도클레스라는 이름의 의사이다. 그는 미쳐서 스스로 신이라 여긴 나머지 , 에트나 대화산의 칼데라 꼭대기에 뛰어내려 용암에 빠져 죽었다고 한다.

- 데모크리토스가 만들어 낸 '원자atom' 라는 단어는, 그리스어로 ' 자를 수 없다'는 뜻이다.

- 아낙사고라스는 달이 밝게 보이는 것이 반사된 빛 때문이라고 확실하게 이야기한 최초의 인물로서 달이 차고 기우는 위상 변화를 올바르게 이해하고 있었다.

- 사모스와 관련된 인물 중에서 후세에 가장 큰 영향을 준 인물은 기원전 6세기의 피타고라스이다. 피타고라스는 지구가 공과 같이 둥글다고 추론한 최초의 인물이었다...현대의 모든 과학 연구에서 필수적인 수학적 논증의 전통은 피타고라스에서 시작된 것이다. 그리고 '코스모스' 라는 단어를 처음 사용한 이도 바로 피타고라스였다.

- 피타고라스 학파는 수학적 논증의 객관성 및 확실성에 매료되어 있었으며, 수학적 논증이야말로 인간 지성이 도달할 수 있는 순수하고 더러움이 없는 최상의 인지 세계라고 받아들였다. 이러한 논증 체계야말로 코스모스였다.

* 고대 과학이 쇠퇴한 이유는 지배층의 경직성에 있다. 노예제를 기반으로 한 지배층은 육체 노동을 경시했는 데 그들은 과학 활동도 육체 노동이라고 생각했다.

- 지구가 하나의 행성이며 지구인은 우주 시민이라는 생각은 피타고라스 이후 3세기가 지난 뒤 사모스 섬에서 아리스타르코스에서 시작한다. 아리스타르코스는 태양이 행성계의 중심이고 모든 행성은 지구가 아니라 태양의 주위를 돈다고 주장한 첫 번째 인물이었다(p375).

- 지구와 지구인이 자연에서 그리 대단한 존재가 아니라는 통찰은 위로는 하늘에 떠 있는 별들의 보편성으로 확장됐고 옆으로는 인종 차별의 철폐로까지 이어졌다(p380).

- 자신의 위상과 위치에 대한 올바른 이해가 주변을 개선할 수 있는 필수 전제이다(코스모스를 이해하기 위해서는 지구가 코스모스에서 차지하고 있는 위치와 위상에 대한 올바른 이해가 있어야 한다는 의미).

● 8장, 시간과 공간을 가르는 여행
- 지구상의 해변이란 해변 모두에 깔려있는 모래알들보다 우주에 있는 별들이 훨씬 더 많다(p390. 조금 의심스럽다)

- 빛보다 빠르게 움직이는 것이 있다는 주장을 우리는 종종 듣게 된다. 예를 들면 ' 생각의 속도' 같은 것인데, 이것은 매우 어리석은 주장이다. 왜냐하면 우리 뇌의 신경 전달 신호는 당나귀가 수레를 끄는 것과 같은 느린 속도로 뉴런 사이를 움직이기 때문이다.

* 오리온 계획...수소 폭탄을 폭발시켜서 그 반작용으로 우주선을 전진시키는 계획인데 우주 공간에서의 핵실험 금지 조약에 따라 계획이 중단됨.

* 다이달로스 계획...현존하는 원자력 발전소보다 훨씬 안전하면서도 효율적인 핵융합 반응로의 구현을 전제로 추진하는 계획. 그러나 현재의 과학 기술로서는 핵융합 엔진을 만드는 것이 불가능 하다.

● 9장, 별들의 삶과 죽음

- 음전하들은 서로를 밀친다. 원자로 이루어진 두 물질이 서로 합쳐지지 않는 것은 음전하들 사이에 생기는 강력한 척력 때문이다. 전자들의 이 척력 때문에 우리는 일상생활 을 무리없이 꾸려갈 수 있다.

- 물리학자들은 양성자와 중성자와 같은 소립자를 구성하는 더 근본적인 알갱이를 '쿼크' 라고 부른다. 그렇다면 쿼크는 무엇으로 구성되어 있을까? 쿼크도 더 근본적인 입자들로 구성돼 있는지는 아직 모른다. 물질의 정체를 이해하려면 우리는 언제까지 물질을 둘로 쪼개야 하는 걸까? 우리는 과연 근본이 되는 입자들의 세계에 들어갈 수 있을까? 아니면 기본 입자를 찾는 행진을 끝이 없이 계속 될까? 이것이야말로 현대 과학의 근본 문제들 중에서 가장 근본이 되는 문제인 것이다(p438).

- 중성미자천문학은 아주 새로운 분야다. 가시광선으로는 태양의 표면을 겨우 볼 수 있을 뿐이지만, 중성미자를 활용하면 태양의 가장 깊숙한 곳에서 일어나는 상황도 소상하게 알아볼 수 있다(p450).

- 은하 하나에서 평균 100년에 한 번 꼴로 초신성이 터진다...우리의 은하수 은하에서는 1604년에 요하네스 케플러가 기록한 초신성 폭발 이후 아직 한 건도 볼 수 없었다(p463).

* 웜홀wormhole에 대한 이야기. 벌레가 사과에 침입하여 갉아먹고 나방이 되어서 빠져 나간 공간으로 비유(p476).

● 10장, 영원의 벼랑 끝
- 물질에서 출현한 생물이 의식을 지니게 되면서 자신의 기원을 대폭발의 순간까지 거슬러 올라가 인식할 수 있다니, 이것이 우주의 대서사시가 아니고 또 무엇이겠는가! (p487).

- 우주의 대폭발과 은하의 후퇴 현상을 발견할 수 있었던 것은 '도플러 효과' 라고 알려진 자연의 간단한 원리 덕분이었다.

* 노새 몰이꾼 밀턴 휴메이슨의 에피소드--휴메이슨은 윌슨 산 정상에 세워질 천문대의 관측 기계들을 옮기던 청년으로써 학력은 낮지만 총명하고 호기심이 많은 인물이었다. 그는 천문 장비들에 대해 관심이 많았고 곧 천문 학자들의 보조자가 되었다. 이후 허블이 윌슨 천문대에 오자 윌슨과 아주 손발이 잘 맞는 뛰어난 분석가가 되었고 정식 직원으로 임명 되었다. 휴메이슨은 많은 업적을 남겼으며 널리 존경을 받았다(p504~505).

- 적색 이동이 우주 팽창의 유일한 증거는 아니다. 적색 이동과는 별도로 우주 배경 복사도 우주의 팽창을 설명하는 중요한 관측 사실이다.

- 인류 문화의 위대한 종교들 중에서 힌두교만이 코스모스가 무한 반복된다는 것을 믿는다. 우주가 생과 멸의 끝없는 순환을 반복한다는 것이다. 현대 우주론이 밝힌 시간 척도와 비슷한 크기의 척도로 시간의 흐름을 이야기하는 유일한 종교가 바로 힌두교이다. 과학과 힌두교의 시간 척도가 서로 일치하는 것은 우연의 결과일 것이다(p515).

* 2차원에 사는 납작이의 에피소드
* 우주가 무한히 계속되는 계층 구조로 이루어져 있다면?

● 11장, 미래로 띄운 편지
- 박학하다는 것과 현명하다는 것은 별개의 문제이다. 지적 능력은 단순히 축적된 정보를 의미하지 않는다. 지적 능력은 주어진 정보에서 연관성을 읽어 내 판단할 수 있는 능력을 뜻한다.

<폴 맥린의 뇌의 세 단계의 발전 이론>

- 하나의 종으로 인간을 특징지을 수 있는 것은 감정이 아니라 사고할 수 있는 능력이다(p555).

- 지구 문명의 지속성 여부는 전적으로 공공도서관에 대한 우리의 태도(기부)에 달려 있다.

- 역사와 마찬가지로 생물 현상에서도 우연이 결정적인 차이를 초래한다.

● 12장, 은하 대백과사전

- 수학이야말로 우주의 모든 현상을 기술할 수 있는 유일한 언어이다(조제프 푸리에. ' 열의 해석적 이론')

- 외계 문명권으로부터의 지구 방문이 단 한 건도 없었다고 믿기에는 지구의 나이 45억 년은 너무 길다(p581).

* 장 프랑수아 샹폴리옹- 프랑스의 언어학자. 16세에 12개국어를 마스터했으며 이집트 상형 문자를 최초로 해독했다.

- 아무리 다른 문명권들이라고 해도 그들과 우리 사이에는 공통의 언어가 반드시 있을 것이다. 그 공통의 언어는 바로 과학과 수학이다(p590).

- 그 어떤 문명도 인구를 제한하지 않고서는 성간 탐험을 계속 할 수 없을 것이다. 한 사회가 인구 폭팔에 직면하면 그 행성에서 사용할 수 있는 모든 자원, 에너지 그리고 과학 기술을 전적으로 자신들을 먹여 살리는 데 투자해야 한다.

● 13, 누가 우리 지구를 대변해 줄까?

- 우주에서 본 지구는 쥐면 부서질 것 같은 창백한 푸른 점일 뿐이다(p632)...인류의 생존 문제를 우리 자신이 걱정하지 않는다면 우리 대신 누가 이 문제를 해결해 줄 수 있단 말인가?

- 무슨 일을 하든 심사숙고 하지 않는다면 어떻게 우리가 그 일을 올바르게 수행할 수 있으며 거기서 좋은 결과를 기대할 수 있단 말인가( 인류를 파멸로 몰아가는 현대 국가들의 상호불신을 염려하면서. p634).

- 과학적 사고방식(과학 하기)은 두 가지 규칙이 있다. 첫째는 신성불가침의 절대 진리는 없으며 권위에 의존한 주장은 설자리가 없다는 것이다. 둘째는 사실과 일치하지 않는 주장은 버리거나 사실과 일치하도록 수정되어야 한다는 것이다.

- 알렉산드리아 도서관이 융성하던 전 시기를 통하여 과학자들이 정치적, 경제적, 종교적 주장이나 가정에 도전했다는 기록이 단 한 건도 없었다( 과학적 탐구가 왕성했던 시대가 왜 지속되지 못하고 암흑시대가 도래했는지의 의문에).

* 약 360만 년 전 탄자니와 북부지역의 화산지대에 찍힌 발자국과 1969년 달에 찍힌 우주인의 발자국의 비교에서 우주의 한 구석에 박힌 미물이었던 인간이 이제 스스로를 인식하고 인류의 기원을 더듬을 줄 아는 인간으로 성장했다는 사실에서 종으로서의 인류를 사랑하고 우리를 존재하게 해준 코스모스에게 감사해야 할 것이다(p682).

* 2025. 1, 14일 완독