[박종진의 과학 이야기] 태양계의 구조

박종진

태양계 모형을 보면 가운데 태양이 있고 그 주위를 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 옹기종기 자기 궤도를 따라 돌고 있는 모양이다. 하지만 그런 모형 때문에 태양계에 대한 잘못된 시각이 있는 것도 사실이다. 태양계를 쉽게 묘사하기 위해서 그렇게 만들었을 뿐 상당히 잘못된 축척을 사용했기 때문이다. 
 
지금부터 제대로 된 태양계 모형을 만들어 본다. 우선 공터 한 가운데 지름이 1cm 되는 구슬을 준비하고 그것을 지구라고 가정하면 태양부터 해왕성까지의 크기는 지름이 약 11km나 돼야 하므로 공터를 포기하고 아주 넓은 평야로 나가야 한다.  
 
우선 지름이 11km인 큰 원을 그리고 그 중앙에 태양을 놓는다. 지구가 구슬 크기라면 우리가 만들 모형에서의 태양은 초등학교 운동회 때 박 터트리기에 쓰는 공보다 조금 커야 한다. 정확한 축척을 따지면 지름이 1m9cm이다.  
 
그런 태양을 가운데 놓으면 지구를 상징하는 작은 구슬은 약 176m 떨어진 곳에 두어야 한다.  
 

이제 태양과 지구 사이에 있는 내행성인 수성과 금성의 자리를 잡을 차례다. 지구의 크기가 1cm라면 수성은 지름이 0.4cm 정도 되는 작은 콩을 사용해서 중심에서 68m 떨어진 곳에 놓는다.  
 
금성은 지구보다 살짝 작은 0.9cm 정도 되는 구슬을 사용하면 되는데 중심에서 136m 떨어트려 놓으면 된다. 다음은 화성인데 중심에서 267m 떨어진 곳에 지구 크기의 딱 절반인 0.5cm 크기의 콩을 사용하면 된다.
 
이제 외행성 차례다. 태양계에서 덩치가 가장 큰 행성이 바로 목성인데 지구가 1cm 되는 구슬이라면 목성은 그 열한 배가 조금 넘는 11.2cm로 자몽 정도의 크기인데 중심에서 910m 떨어진 곳이 자기 자리다. 토성은 9.4cm 되는 제법 큰 신고 배 정도로 1.8km 떨어진 곳에 놓으면 된다. 천왕성은 4cm 되는 탁구공 크기이고 3.4km 떨어져 있으며, 마지막으로 그보다 약간 작은 해왕성은 크기가 3.9cm로 중심에서 5.6km 떨어진 곳에 두면 된다.
 
해왕성의 바깥쪽에서 태양 주위를 도는 작은 천체 집단을 카이퍼 벨트라고 부르며 얼마 전 태양계 행성에서 빠진 명왕성도 여기에 속한다. 중심을 잡은 곳에서 약 9km 떨어져 있다. 그러나 그곳이 태양계의 끝이 아니다. 태양 빛이 표면을 떠나서 약 1년 정도 걸려서 도착하는 곳이 오르트 구름인데 꼬리를 가진 혜성이 발원하는 곳이다. 태양의 인력이 대체로 여기까지 미친다고 한다.  
 
우리가 만든 모형에서조차 중심에서 약 5,000km나 되는 먼 곳이다. 그런 모형에서도 5,000km라니 입이 쩍 벌어진다. 참고로 미국 서부해안의 LA에서 동부해안의 뉴욕까지 4,000km다. 지구를 1cm의 크기로 줄여도 태양의 중력이 미치는 그 끝은 미국을 횡단해도 모자란다.  
 
약 반세기 전에 지구를 출발했던 보이저호는 지금 카이퍼벨트를 통과하는 중이다. 보이저호는 앞으로 1만6700년 후 우리 별 태양에서 가장 가까운 별인 프록시마 센타우리를 지날 예정이다.
 
우리가 속한 은하수 은하에는 태양과 같은 별이 무려 4천억 개나 있다. 은하수 은하와 가장 가까운 이웃 은하인 안드로메다은하에는 1조 개가 넘는 별이 있다. 그런 은하들이 수천억 개가 모여서 우주를 이룬다. 아무리 상상을 하려고 해도 그 이상이다. 그래서 우주는 무한하다고 한다. (작가)
 
 
 

박종진