[스크랩] 관측가능한 우주. 우주의 끝, 우주의 크기, 태양계와 은하계

관측가능한 우주의 크기... 우주의 끝을 찾아서.

창문을 열어둔 채 잤더니... 새벽에 깨고 말았습니다. 바깥의 새벽별을 보며 우주의 크기가 얼마나 될 까는 상상에 들어봅니다. 

선인께서는 우주의 끝에 대해 논의하지 말라하셨지만 이런 저런 생각으로 검색하다 이런저런 자료를 끌어 모아 올려 봅니다. 

함께 출발해서  우주의 크기에 대해 살펴봅시다. 

우주의 크기를 알아보기 위해 새롭게 설계된 현존 최고의 로켓 티티카카호를 타고 갑니다. 티티카카호는 무려 초속 300km이니 초속1km의 총알 보다 300배나 빠르고 따라서 인천에서 쿠바까지는 2분 30초면 가뿐히 주파합니다.

하지만 초속300km이니 조금만 방심하면 내장이 쏠려 갈비뼈 밖으로 튀어나올 수 있고 무중력 상태에서 1년 동안 지내면 하반신 불구는 물론이고 오장육부가 퇴화할 뿐만 아니라 정신줄도 늘어날 수 있으므로 티티카카호 안에서 하루에 8시간 이상 하타요가를 하면서 신체와 정신을 계속 진화시킬 것을 권합니다.

단 몇 분만에 에베레스트 정상 풍경이 나타납니다.

30분 만에 지구를 완전히 벗어났습니다.

달 표면과 지구. 

아폴로11호가 달까지 오는데 무려 3일이나 걸렸지만 티티카카호는 1시간만에 달 위를 날라갑니다.

아득한 옛날엔 이곳에 강이 있었군요. 지구처럼 달이라는 큰 위성이 없으면 물을 곧 증발해버리죠.

지구에서 달까지 간 거리보다 약 200배를 더 가야  도달할 수 있으니 화성은 그야말로 아득히 먼 곳입니다. 

과거의 아폴로 우주선으론 6개월 이상이 걸리는 곳이지만 티티카카호는  10일만에 화성을 유유히 벗어납니다.

아폴로 우주선으로 왕복 1년이 걸리니 화성에서 지구에 도착하자 마자 받게 되는 선물은 휠체어 입니다. 무중력에서 1년 생활하면 6개월간 휠체어 생활하면서 걸음마를 다시 해야 한다는 ....ㅠㅠ

우주인에게 하타요가는 필수입니다.  

화성과 목성 사이에 있는 소행성대 위를 살짝 우회에서 지나는 중입니다. 

마침내 100일 되던 날 인류에겐 미답의 영역이라 할 수 있는 목성 위를 날아가고 있습니다. 티티카카 호가 아니라 실수로 대한항공을 탔다면 100년 동안 땅콩을 먹어야 도달할 수 있는 곳입니다. 왼쪽 저 아래에 멀리서 태양이 빛나고 있습니다. 

지구와 달의 인력을 넘어서 있는  이곳 목성에 인간은 단 하루라도 머물기 위해선 우주선 내의 중력실에서 하루 8시간의 아사나와 호흡은 선택이 아니라 필수입니다.

150일이 되던 날 마침내 영하 150도의 차가운 별, 토성을 지났습니다.  

태양과 달, 지구의 중력 체계가 전혀 다른 이곳 진공에선 두 다리가 퇴화되어가고 간이 배밖으로 나오고 위가 퇴화될 수 있으니 ...하타요가를 열씨미...해야 합죠.  

태양계 행성들의 크기 비교를 위해 특별히 한 컷. 

뒤에 있는 목성과 토성에 비하면 지구는 탁구공만합니다. 푸른별 천왕성과 해왕성도 생각보다 크군요.

하지만 태양에 비하면 목성도 아무 것도 아닌 듯 합니다. 지구는 태양의 흑점보다 작은 좁쌀 반토막 크기군요. 새삼 태양이 커다는 것이 느껴집니다.

                

                        

                                 태양보다 큰 별들 GIF

지구에서 출발한 지 1년이 지나자 드디어 태양에서 28억 7천만 Km 거리에 있는 천왕성을 만나게 됩니다. 천왕성은 지구보다 수십배나 큰 별이군요. 

해왕성까지 왔습니다. 과거 보이저호가 초속 17km로 1989년 3월 25일 해왕성을 통과한 이후 두 번째로 티티카카호가 이곳을 지나게 되는 셈입니다. 

한국의 DMZ에서 쏜 총알을 타고 초속 1km로 날아오면 여기까지는  약 150년이 걸리겠군요.

620일째.... 드디어... 몇년 전 태양계에서 퇴출된 명왕성 위를 날라갑니다.

흔히 알려진 과장된 그림. 태양계의 8행성이 저렇게 촌스럽게 다닥다닥 붙어 있는 것이 아니라 99%의 엄청난 빈공간이고 나머지 0.99%를 태양이 치지하고 그 외의 8행성이 0.01%를 차지하죠.

실제의 태양을 축구공 크기로 축소해서 비율에 따라 8개의 행성을 월드컵 축구경기장에 도열시킬 것 같으면, 태양은 축구장의 왼쪽 골대에 있고 지구는 페널티 에리어에, 목성은 하프라인에, 해왕성은 축구장 옆 주차장에 있을 만큼 태양계는 아주 거대하며 태양계의 99%는 그야말로 텅빈 공간입니다.

태양-수성                  50,790,000 km 

태양-금성                100,820,000 

태양-지구                149,600,000

        지구-달                 384,000  

태양-화성                280,000,000 

태양-목성                778,300,000 

태양-토성             1,427,000,000 

태양-천왕성          2,870,000,000 

태양-해왕성          4,497,000,000

오르트 구름대  9,460,000,000,000 

인류는 달 표면에 발자국을 남겼지만 아직 화성조차 미답의 영역입니다. 태양계의 크기는 상상을 초월할 정도로 넓은 것 같습니다.

 

태양계는 단순히 태양에서 해왕성까지가 아니라 그 거리보다 넓은 카이퍼벨트와 오르트 구름대를 포함하는, 실로 어마어마한 규모입니다.  태양계 외곽의 오르트 구름대를 벗어나야 비로소 진정한 인터스텔라의 영역에 들어선다 할 수 있겠죠. 

태양의 크기를 축구공으로 축소하면 8개 행성은 상암 월드컵 경기장 근처에 국한되지만 오르트 구름대의 크기는  위로는 시베리아 아래는 태국에 이를 만큼 광대한 곳입니다.

태양계의 전체 크기

1. 오르트 구름대: 99.8     %

2. 태양             :   0.199 %

3. 그 외의 8행성:   0.001 %

우리보다 40년 전에 출발했던 보이저 1호가 현재 화살표의 카이퍼벨트를 막벗어나 오르트 구름대에 진입하고 있습니다.

k2소총의 총알이 날아가는 속도가 초속 1km인데 장난감같은 보이저 1호의 속도는 무려 초속 17km입니다. 보이저 1호가 이제 명왕성을 지나 오르트 구름대로 진입하고 있으니 앞으로 40,000년 후에 오르트 구름대를 벗어나 우주 공간으로 나오겠군요 ... 부디 보이저 호가 영생을 얻어 무사히 인터스텔라에 들어서기를 기원해 봅니다. 

드디어 .... 지구를 떠난 지 1,000년이 되던 해. 총알 보다 무려 300배 빠른 속도의 초속 300km로 항해한 티티카카호는 드디어 태양계 외곽에 있는 광활한 오르트 구름대를 완전히 빠져나와 인터스텔라로 진입했습니다.  

여기까지가 1광년의 거리(9,460,000,000,000 km)입니다. 초속17km의 보이저호는 4만년 걸리고 초속 1km의 총알은 수십만년이 걸리는 아득히 먼 거리입니다. 

 

초속 300km의 티티카카호로 태양계를 완전히 벗어나는데 무려 1,000년이 걸렸으니 ... 요가를 통해 정신과 육체의 영생을 이어가지 못하는 한,  인류는 영원히... 영원히 영원히 태양계를 벗어날 수 없을 듯 합니다. 

지구와 달, 태양의 힘에 맞추어 수백억동안 진화해 온 인류가 그 힘을 벗어난 인터스텔라로 들어간다는 것은, 신생아가 맨발로 기어서 아마존의 밀림에 들어가는 것 보다 위험한 일. 

이곳에선 심장과 폐가 쪼그라들거나 간이 배밖으로 나올 수 있고 근력과 뼈 이상으로 하반신 불구가 되거나 척추가 뒤틀릴 수 있으므로 하루에 3시간 이상 아사나를 해야 하며 ... 하루에 4시간 이상 명상하지 않으면 정신줄이 코밖으로 나와 둥둥 떠다닐 수 있으니 우주공간에서 요가는 필수입니다. 

시간 개념조차 무의미해졌지만 ... 티티카카호가 지구에서 출발한 지 얼추 13,000년 정도 된 것 같습니다. 태양계 밖에서 우리와 가장 가까운 별인 알파 센타우리B가 보입니다. 태양과 알파센타우리 B의 거리가 4.37광년이니 일반 로켓으론 수십만년이 걸리는 아득히 먼 곳입니다.

지구에서 출발한 지 2만년이 지나니  태양도 알파센타우리도 별 속에 파묻힙니다. 

3만년이 지났습니다. 뒷쪽의 창문을 보니 저 멀리 일등성의 아름다운 푸른 별, 베가Vega(직녀성)가 보이고 그 뒤의 윗쪽에 태양이 빨갛게 빛나고 있군요. 두 항성의 거리는 32.6광년(9,460,000,000,000km X 32.6km)이니 시속 300의 은하철도로는 정확히 3,600,000년 정도 걸리겠군요. 

지구에서 출발한 지 4만년이 되던 해 광활한 우리 은하의 상부로 들어갑니다. 그토록 광대했던 태양계는 이제 점처럼 작아졌습니다.

6만년이 지났습니다. 지구에서 가져 온 사진엔 은하수 중앙의 왼쪽엔 신비로운 별인 데네브(Denev)가 빛나고 그 위에 직녀성(vega)과 은하수 아래에 견우(Altair)가 있어 삼각형을 이루고 있군요. 

하지만 은하수는 우리 태양계가 속해있는 거대 은하의 측면 풍경이므로 티티카카호의 뒷쪽 창문에서 본 풍경은  아래의 사진과 비스무리합니다.

지구를 떠난 지 30만년이 지났습니다. 이제 태양계는 보이지도 않습니다. 

드디어 1억년이 지났습니다. 뒤를 볼아 보니 무수한 별들이 모래알처럼 수백겹으로 쌓여 있습니다. 태양계는 분명 300,000,000, 000개의 항성과 행성 사이 어디에 있을 것입니다.  여기서 태양계를 찾는 것 보다 해운대 백사장에서 쌀 한톨을 찾는 것이 쉬울 듯 합니다.

1억년이 지나니 다이아로 만든 수동 시계와 카메라, 항법장치 등을 제외한 모든 전자기기는 작동을 멈추었으므로 별 수 없이 시스템을 아날로그로 전환했습니다.

지난 1억년 동안 티티카카호가 날아왔던 곳을 정교하게 빨간줄로 표시해 보았습니다. 심심하지만 이곳에선 이런 건전한 놀이 외엔 할일이 없습니다.  인터넷도 안되고 책도 없고 신문도 없는 좁은 공간에 시간은 남아 도니 ... 초인적인 정신과 체력이 아니면 정신줄이고 세포고 나발이고 다 이상해질 수 있습니다.

 3억년 초하루되는 날. 라면에 떡국 말아먹다가 뒤를 돌아보고서야 드디어 티티카카호가 우리은하를 빠져나왔다는 것을 알게 되었습니다.

3억년이 되던 날 오후, 티티카카호의 엔진 연료통을 열어보니 예정대로 첫 번째 연료통을 교체할 때가 되었습니다.

첫 번째 연료통을 교체한 후 ... 엔진에 철판을 놓고 흑돼지 삼겹살을 올려봅니다. 직렬 4기통입니다. 

엔진실의 환풍기를 고치며 일산화탄소를 약간 마셨지만 동치미국물로 네띠를 한 후 나디정화법으로 정신을 가다듬으니 한 편의 시가 떠오릅니다.

연탄재 함부로 발로 차지 마라. 너는 누구에게 한번이라도 뜨거운 사람이었냐       

                             안도현, -너에게 묻는다-

3억 5천만년이 되었을 때 뒤를 돌아보니 우리은하의 전체 모습이 드러납니다. 무슨 심사가 뒤틀렸는지 약간 휜 형태군요.

우리은하의 크기가 부산에서 뉴욕까지의 태평양이라면 태양계는 독도에서 잡아 올린 토실토실한 명태 한 마리 정도의 크기가 되겠군요.

14억년이 지나니 드디어 우리 은하와 가장 가까운, 이웃 은하인 안드로메다 은하를  지나게 되었습니다. 지구에서 2,537,000광년의 거리이니 아폴로 우주선으론 수백억년이 걸리는 아주 아주 먼 곳입니다.  이 사진을 계룡시청앞 김밥집으로 빛의 속도로 보냈으니 약  2,537,000년 후에 받을 수 있을 것입니다. 다행히 사진이 실물 보다 잘 나왔으니 기대하셔도 될 듯...

 30억년이 경과하니 비로소 다른 은하들도 하나씩 보이기 시작합니다. 현재까지 관측가능한 은하의 수는 수백억개입니다.

수백, 수천개의 은하가 모여 하나의 은하군을 이루는데, 수억개나 되는 은하군 중 우리은하와 안드로메다가 소속된 은하군은 다른 은하군에 비해 비교적 적은 50개 정도의 은하로 이루어져 있습니다. 여기서는 '우리 은하군'을  국부은하군(Local Group of Galaxies)이라 부르겠습니다.  

은하군 1개의 크기가 부산과 뉴욕사이의 태평양이라면, 태양계는  멸치의 내장에 있는 박테리아 정도가 되겠군요.

하지만 규모를 상상하기 조차 힘든 은하군도 은하단에 비하면 그야말로 흰 점 하나에 불과합니다. 

수천개의 은하군이 모여 또 한 개의 거대한 '은하단'(Cluster of galaxies)을 이루는데 은하단 안에선  우리가 속한 국부은하군도 쌀알 크기밖에 되지 않습니다. 우리의 국부은하군은 처녀자리 은하단의 끝부분에 있습니다만 가운데로 구도를 잡아봤습니다. 

다이아로 만든 수동 시계조차 빌빌거려서 시간을 잴 수 없는데 대략 50억년 정도 지난 것 같습니다.

우리 국부은하군에서 가장 가까운  은하단인 이웃의 처녀자리 은하단(55,000,000광년)의 모습입니다. 인접한 거리이므로 우리 국부은하군도 처녀자리 은하단의 일부라 해도 틀리지 않을 것 같습니다.

이 은하단에는 천개가 넘는 은하가 모여 있는데 거대한 처녀자리 은하단 역시 관측가능한 수백만개의 은하단 중 하나입니다. 중앙에 밝게 빛나는 것이  그 유명한 M87입니다.

이곳은 우리 은하단의 이웃의 은하단이라 할 수 있는 페르세우스 은하단입니다. 

그 외에 관측가능한 은하단의 수는 수백만개 이상입니다.

은하단(Cluster of galaxies)의 크기가 어마무시하지만 초은하단(Supercluster)에 비하면  먼지 한 덩어리에 불과합니다. 수억개의 은하군과 은하단이 모여 다시 한 개의 초은하단을 이루는데 우리가 속해 있는 이 초은하단을 우리는 국부초은하단(Local supercluster) 또는 그냥 초은하단(Supercluster)이라 부르겠습니다. 

태양계 < 은하 < 은하군 < 은하단 < 초은하단의 순서라 할 수 있겠군요.  

초은하단과 초은하단 사이엔 무(無)의 영역인 보이드void가 있고 이 공간은 빛의 속도로 팽창중입니다. 우주는 팽창 중이지만 우주의 휜 공간에 따라 때로는 은하계가 서로 만나 부딪치기도 하며 우리은하와 안드로메다 은하도 언젠가는 충돌할 것이라고 합니다.

여기까지는 고등학교때 열씨미 배우고 매번 시험에서는 틀리는 우주의 크기입니다. 

최근에 발견된 초은하단은 지금까지의 찌질한(?) 우주와는 차원을 달리하는 거대한 규모인데 우리가 속한 이 초은하단의 새로운 이름은 하와이의 해변이름을 딴 라니아케아입니다.  이곳을 중력에 의한 우주적 흐름으로 표시하면 저렇게 필라멘트 모양이 된다는군요.  우리 은하는 사진 속의 붉은 점에 현미경을 대면 어렴풋 보일 것 같습니다.

라니아케아 초은하단은 필라멘트 실처럼 거대 인력체로 이어져 있으며, 우리 은하와 처녀자리 은하단, 물뱀자리-센타우르스 초은하단을 포함한 거대 은하단입니다. 전체 길이는 약 5억2000만 광년이고 10만개의 은하들이 이 속에 들어 있습니다. 

빨간 점으로 표시된 밀키웨이의 우리 은하는 필라멘트 실 가장자리의 로컬보이드local void라는 거대한 공동(말 그래도 텅 빈 공간)에 숨어 있습니다. 초은하단의 95%는 텅빈 공간입니다.

다른 각도에서 본 라니아케아 초은하단. 은하들이 밀집한 지역 외는 텅빈 공간void입니다. 따라서 우주를 95%의 텅빈 공간이라해도 틀리지 않을 것 같습니다. 이 텅빈 공간은 계속 팽창 중입니다.

라니아케아 초은하단(Laniakea Supercluster)이 우주의 전부는 아닙니다. 라니아케아는 그 옆에 있는 거대 인력체, 흔히 새플리 초은하단으로 불리는 곳으로 끌려 가고 있습니다. 

라니아케아 초은하단 주변의 은하단 및 초은하단.

노란색은 새플리 초은하단과 라니아케아 초은하단 사이의 은하단이고 녹색은 새플리 초은하단에 속하는 은하단, 녹색은 그 외의 잡다한 은하단입니다.  A는 아벨의 약자이니 A1736은 아벨1736은하단... 이런 식입니다. 아벨은하단엔 평균 300개 이상의 은하가 모여있습니다.

8000억년 동안 날아가니 우리가 속한 왼쪽의 라니아케아 은하단 이웃엔 물고기자리-페르세우스 초은하단이 눈에 들어옵니다. 

그외에 관측가능한 초은하단은 헤라클레스자리 초은하단, 머리털자리 초은하단 등이 있는데 나머지는 관측 불가의 영역입니다. 

여기까지가 관측가능한 우주의 크기입니다. 

지금까지 여행했던 우주는 전체 우주의 극히 일부분에 불과하며 어쩌면 지금까지의 관측가능한 우주는 겨우 대우주의 1%에 불과할지도 모릅니다. 은하계와 은하계, 은하군과 은하단 단위로 그 사이의 공간이 지금도 빛의 속도로 팽창하고 있다는 것은 의심할 여지도 없으니 ... 

게다가 다중 우주론에 따르면, 우리가 지금까지 여행했던 라이아케아 초은하단 조차 겨우 태평양에 떠있는 거품 한 개에 불과할지도 모릅니다. 

일단 우리의 주소는 한국 - 지구 - 태양계 - 우리은하 -국부은하군 -국부은하단 - 라니아케아 초은하단 - 대주우가 되겠군요.

따라서 지구로 돌아오는 길은 단순해 보이지만, 우리은하는 수백개의 은하군 중에서 한  은하군(국부은하군)에 속해 있고, 우리 은하단(국부은하단) 역시 수억개의 은하단 중에서 한 은하단에 속에 있으로 엉뚱한 은하단, 은하군으로 진입하지 않게끔 단디해야 합니다.

사하라 사막의 모래알

지구에 있는 모래알의 수가 많을까 밤 하늘의 별의 수가 많을까는 케케묵은 질문.

어른이 양손으로 모래를 한가득 담으면 약 8백만개이고 ... 지구의 사막과 해변의 깊이와 길이를 모두 계산한 후 닭의 모래주머니 속에 있는 것 까지 다 꺼집어내서 세어보면 지구 전체의 모래알 수는 약 10,000,000,000,000,000,000,000개 정도가 된다고 합니다.  아르키메데스의 후손놈들.... 징합니다... 

관측가능한 우주의 별은 그것보다 최소 7배 많은 700해 정도가 되니 70,000,000,000,000,000,000,000개나 되는 우주의 별을 일일이 직접 하나씩 세어볼 경우, 1초에 한개씩 센다고 가정하면 1년이 31,536,000초이니 지금부터 술끊고 잠도 안자고 약 2,400,000,000,000,000년이 넘어야 다 세어볼 수 있을 듯 합니다.

* 사진들과  동영상: 모조리 구글 무단 도용 

* 글 및 짜깁기: 낭만나타(c).

따라서 불펌, 스크랩 금지.

출처 : 하타요가원전연구회

글쓴이 : 낭만 나타 원글보기

메모 : 정말 멋진 포스팅입니다. 수고하셨습니다