원자의 공간
이제 우리는 우주와 생명의 철학적 깨달음에 도달하기 위해 과학과 종교의 기본 이해가 필요하다. 먼저 과학적인 도움을 위해 미시공간의 입자와 거시 공간의 별에 대한 이야기를 하고 종교와 신에 대한 이야기로 프롤로그를 마무리하려 한다. 먼저 물질의 기본입자인 원자에 대해서 알아보자.
우주 물질의 3/4은 수소원자이고 1/4은 헬륨이다. 수소는 모든 물질의 시작이고 어머니이다. 수소는 우주가 생긴 지 1초~3분사이에 수소가 만들어지고, 그 수소가 행융합 하여 헬륨을 만들고, 별들의 신성, 초신성 폭발 등에서 헬륨핵융합을 통해 우리가 아는 대부분의 원자들이 만들어진다.
수소에 대한 자세한 사항은 2부 생명의 [수소]편에서 이야기하고 오늘 우리는 공간의 이해를 위해 원자의 크기에 대하여 이야기하고자 한다.
플라톤은 겉보기는 속임수라고 이야기하였다. 우주의 겉보기는 공간과 시간이다. 마술사의 능글맞은 미소와 자연스러운 움직임 뒤에는 우리가 보지 못하는 속임수가 있다. 혹시 공간과 시간이 우리를 속이고 있는 것은 아닐까? 그 속임수를 찾기 위해선 두 눈을 크게 뜨고 지켜보아야 한다.
원자는 그 중심에 원자핵이 있고 그 둘레를 전자들이 돌고 있는 형태이다. 원자핵으로부터 전자가 있는 외각까지의 직경은 아래 그림에서와 같이 약 10의 -10m 정도의 크기이다. 너무 작아서 일견 감이 잘 안 오지만, 원자를 10의 14제곱배인 100조배로 크게 확대하면 직경 약 10km가 되어 내가 사는 안양 땅만해진다.
원자핵은 10의 -15m이므로 100조배 확대하였을때 약 10cm인 야구공 크기만해지고, 전자는 약 10의 -18m이므로 0.1mm인 먼지 크기가 된다. 안양시 안양시청 한가운데에 야구공 하나놓여 있고 안양시 경계인 석수역쯤에 먼지 한 톨 있는 것이 원자의 확대된 모습이다. 도시 크기만한 허허벌판에 야구공 하나, 먼지 하나가 있다면 사실 텅 비어 있다고 말 할 것이다. 그런데 우리는 마치 가득 찬 세상에 살고 있는 것으로 착각한다. 우리는 우리앞에 놓여진 작은 벽 하나도 뚫고 지나갈 수 없다. 실제로는 비어 있는데 겉보기에는 가득 차 있고 그 겉보기에 의해 우리는 막혀있다.
만약 지구를 구성하는 모든 원자들의 양성자와 전자가 합쳐지면 지구는 중성자별이 되고 크기는 대략 직경 60m인 테니스장 크기만 해진다. 태양은 직경 6~7km의 작은 도시만 해진다.
우주 마술사가 우리에게 무엇을 속이고 있는 것일까? 우리는 무엇인가 속고 있는것 같은데 아직은 잘 모르겠다.
(원자와 원자핵의 크기)
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