[박종진의 과학 이야기] 별

박종진

'우리는 어디서 왔는가? 우리는 무엇인가? 우리는 어디로 가는가?'라는 유명한 고갱의 그림이 있다. 명쾌한 답은 바로 '별'이다. 아주 과학적으로 말하자면 삼라만상을 포함한 우리는 모두 별에서 왔으며 결국 별로 돌아가게 된다. 그래서 과학적이라는 말이 왠지 아주 비과학적으로 들리지만 엄연한 과학적 사실이다. 그러므로 인간의 존재를 논하려면 우선 별의 정체와 그 일생을 알아야 한다.
 
별은 거대한 핵융합 원자로다. 그렇다면 핵융합과 우리가 도대체 무슨 상관이 있는지 알아보자. 사람은 장수 유전자를 갖고 태어나서 건강에 신경을 쓰고 산 사람이 오래 살 확률이 높다.  
 
그런데 별의 일생은 별의 질량, 즉 별의 무게와 상관이 있다. 결론부터 말해서 무거운 별일수록 핵융합 반응속도가 빨라서 수명이 짧다. 다행히 우리가 속한 태양계의 중심인 태양은 비교적 작은 별인데, 그 수명이 130억 년이나 돼서 주위를 공전하는 지구라는 이름의 행성에 생명체가 발현해서 진화할 수 있는 충분한 시간이 있었다. 그 결과물이 바로 우리 인간이다.
 
빅뱅으로 시작된 태초의 우주에는 에너지만 충만하다가 어느 순간 수소라는 물질로 바뀌게 되었고, 빅뱅으로 인한 고온과 고압으로 핵융합이 일어나 어느 정도의 헬륨이 만들어지면서 수소와 헬륨으로 이루어진 별들이 탄생하기 시작했다. 그런 초기 별들이 수명을 다해서 폭발하며 탄소, 질소, 산소 등 조금 더 무거운 원소들을 만들고 그런 중금속을 포함한 별들이 나타났다.  
 

그런 별들 중 무게가 많이 나가는 것들은 수명이 다해 폭발할 때 자연계 원소 중 가장 무거운 우라늄까지 만들며 폭발한다. 원소 주기율표의 두 번째 원소인 헬륨부터는 별의 내부에서 만들어지기 때문에 자연계의 바탕을 이루는 기본 원소는 수소와 헬륨 일부만 빼놓고 모두 별이 만든 것이며, 우리 인간을 포함해서 세상 만물은 별에서 만든 기본적인 원소로 구성되었다. 그래서 우리는 별에서 왔다는 말이다.  
 
별은 수소 구름이 뭉쳐서 중력붕괴 현상을 통해서 탄생했다. 그렇게 태어난 원시별은 그 질량에 의해 수명이 정해지는데 그런 이유로 사람도 아기가 태어나면 가장 먼저 몸무게부터 재는 전통이 있는가 보다.
 
우리 선조들은 하늘에 갑자기 나타난 새로운 별을 글자 뜻대로 신성이라고 불렀다. 그 중 밝기가 몇 주에서 몇 개월 동안 자신이 속한 은하만큼 빛을 내는 것들을 특히 초신성(Supernova)이라고 한다. 그 온도와 압력이 엄청나서 지금 자연계에 존재하는 92가지 원소를 차례로 만들어 우주 공간에 퍼뜨리고 그 잔해는 다음 세대 별을 만들기도 하고 다른 별 주위를 공전하는 행성이나 위성의 재료가 된다. 물론 우리 몸뚱이도 별이 폭발한 잔해로 이루어졌다.
 
정리하자면 별은 윤회한다는 것이다. 빅뱅 직후 생긴 별들이 재료인 수소가 다 떨어져서 폭발해 버렸다. 그 잔해 속에서 새로운 별들이 탄생하고 수명을 다해 또 폭발했다. 거기서 다시 별들이 생겼는데 태양도 그렇게 생긴 별이다. 인간을 포함해서 우주 만물은 별의 폭발 때문에 생겨났다.  
 
그러니 별이야말로 모든 것의 근원이며 우리의 본향이고, 그래서 우리는 부단히 밤하늘의 별을 보면서 귀소 본능을 느끼는가 보다. (작가)  
 
 

박종진