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[이철환의 우주이야기] 우주의 생성과 진화

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[우리나라의 우주 개발이 속도를 내고 있습니다. 올해 6월 한국 최초의 우주발사체 '누리호' 발사가 성공했고, 지난 8월 쏘아올린 달 궤도선 '다누리호'는 우주에서 영상과 사진, 문자를 보내오고 있습니다. 우주에 관한 높아진 관심과 호기심을 풀어주기 위해 경제관료 출신 이철환씨가 최근 출간한 <우주패권의 시대,4차원의 우주이야기>중 일부를 저자와 협의해 칼럼 형식으로 게재합니다]  

우주란 지구를 포함한 모든 별이 있는 끝없이 넓은 곳을 뜻한다. 무한한 시간과 온갖 사물을 포괄하는 공간을 뜻하기도 한다. 한자로는 집 '우(宇)', 집 '주(宇)'가 합해져 우주(宇宙)가 되었다. 영어에서는 Universe, Space, Cosmos가 모두 '우주'를 표현하지만, 그 개념은 명확하게 나뉜다.

'Universe'란 모든 천체를 포함한 우주 전체를 가리킬 때 쓰는데, 즉 대우주를 뜻한다. 이 세상 삼라만상을 의미하므로 인간 또한 우주의 일부가 된다. 'Space'는 Universe보다는 그 의미가 다소 한정적인데, 보통은 지구 대기권 바깥의 천체와 천체 사이의 공간을 말한다. 이 지구 대기권과 우주의 경계선은 국제항공연맹(FAI)에 의해 설정되었으며, 흔히 '카르만 라인(Karman line)'이라고 한다. 천문학이나 항공우주공학에서 우주라 하면 보통 이 Space를 의미하며, 특히 지구궤도 근처나 태양계 내의 우주공간을 주로 연구대상으로 삼고 있다.
'Cosmos'는 혼돈(chaos)에 대비되는 질서 있는 통일체로서의 세계를 가리키는데, 철학적· 관념적인 의미를 내포하고 있다. 일반적으로 작은 지구와 대비되는 광대하고 신비로운 우주라는 뉘앙스를 지닌다.

이처럼 우주는 드넓은 공간이다. 그러나 대부분은 인간이 살아가기 힘든 척박한 환경을 지니고 있다. 그러면 인류가 살아가고 있는 지구란 어떤 존재일까? 사실 방대한 우주 속에서 차지하는 지구의 위상은 너무나 미미할 따름이다. 그러나 우리 인류에게는 거의 전부라 할 만큼 중요한 존재이다. 인류가 생명체로서 태어나 숨을 쉬면서 먹고 마시며 행복하게 살아갈 수 있는 터전이 되고 있기 때문이다. 현재 생물이 살아갈 만한 행성 중에서 유일하게 생명체의 존재가 확실하게 알려진 행성이다.

이처럼 지구가 인류에 살기에 적합한 조건을 갖춘 천체라는 점에서 탄생에 대한 논란이 오랫동안 이어져 오고 있다. 이는 큰 틀에서 창조론 vs 진화론과 우주론의 대립으로 간주될 수도 있다. 우선 창조론자들은 지구의 존재는 마치 기적처럼 느껴지고 있다는 주장을 펴고 있다. 즉 우주를 이루고 있는 기본적인 물질과 천체 구조들, 그리고 생명체들은 우주의 기초적인 상수들이 아주 좁은 범위에 있어야만 존재할 수 있게 된다. 그런데 이 모든 조건이 우연히 만족되었을 가능성은 극히 낮으며 누군가에 의해 미세하게 조정되었다는 것이다. 그리고 조정자는 바로 창조주라고 주장한다.

그러나 과학이 발전하면서 이에 대한 반론이 형성되고 있다. 이에 의하면 조정자를 가정하지 않아도 우연적으로 적당한 상수를 갖는 우주와 지구가 생길 수 있다는 결론에 도달한다. 즉 시행횟수가 매우 많아진다면 우연히 조정된 우주와 지구가 탄생할 수 있다는 것이다. 우주론과 진화론은 이 주장의 범주에 속한다.

우주가 어떻게 생겨났는가를 설명하는 이론이 우주 기원설이다. 그동안 지구나 태양계의 탄생 과정을 밝히려 했던 이론은 상당히 많이 있었다, 그러나 사실 이들 모두가 만족할 만한 수준의 것들은 아니었다. 그런데 우주의 탄생 과정을 밝혀내는 과제는 지구나 태양계 등의 탄생 과정을 설명하는 것과는 비교할 수 없을 정도로 어렵다. 그것은 우주에 관해 밝혀진 사실이라고는 극히 미미해서 아직도 모르는 부분이 너무나 많기 때문이다. 그나마 이제까지 알려진 가장 타당성이 높다고 생각되는 이론은 대폭발설(大爆發說) 즉 '빅뱅(Big Bang)' 이론이다.

이는 옛날 조그마한 덩어리였던 우주가 초신성(超新星, supernova)의 대폭발을 하여 오늘날과 같은 우주로 되었다고 하는 주장이다. 즉 초고온· 초고압의 상태로 밀도가 높은 하나의 점인 특이점(特異點, singularity)이 폭발함으로써 우주가 시작되었다는 것이다. 그리고 우주공간의 대다수 별들이 거의 비슷한 시기에 생겨났으며, 지구 가까운 곳에서는 늙은 별이 관측되고 멀리 떨어진 곳일수록 젊은 별이 관측된다고 주장한다.

아울러 대폭발로 태어난 우주는 팽창해 나가면서 공간의 밀도와 온도가 점차 낮아지는 방향으로 진화한다. 우주의 총 질량은 일정하고 크기는 계속 증가하므로, 시간이 지남에 따라 우주의 평균 밀도는 점점 작아진다. 그러면서 우주공간에서는 별들이 탄생하였다가 사라지는 과정이 끊임없이 되풀이된다. 이처럼 시작과 끝이 있기에 대폭발설을 '진화 우주론(evolutionary cosmology)'이라고도 부른다.

현재까지 대세를 이루고 있는 이 대폭발설은 사실상 허블의 연구로부터 시작되었다. 그리고 대폭발설은 은하계의 후퇴, 우주배경복사(宇宙背景輻射), 우주의 물질 분포라는 경험적 증거와 함께 다양한 가설을 통해 타당성을 얻게 된다. 물론 아직까지 해결하지 못한 문제가 많이 있고 모형 일부에 대한 반론도 제기되고 있지만, 여전히 견고한 지지를 받고 있다. 그 논리적 근거는 다음과 같다.

첫째, 우주가 팽창하고 있다는 사실이다. 1929년 허블은 외부은하들의 스펙트럼에서 공통으로 적색편이가 나타난다는 관찰을 통해, 외부은하들이 우리 은하로부터 빠른 속도로 후퇴하며, 후퇴 속도는 외부은하까지의 거리에 비례한다는 사실을 발견했다. 이는 바꾸어 말하면 우주 자체가 팽창하는 것을 뜻한다. 관측자로부터 먼 물체일수록 더 빨리 멀어지는 것으로 보이는 것은 우주 전체가 팽창하므로 당연한 일이다. 현재 관측되는 우주팽창 속도는 허블 상수, 즉 1메가파섹 당 초속 72.1±2.0km이다.

둘째, 빅뱅 이론의 가장 유용한 증거가 되고 있는 우주배경복사(宇宙背景輻射, Cosmic Background Radiation)이다. 빅뱅 직후 초기 우주는 굉장히 초고온 초고밀도의 상황이었다. 하지만 이렇게 초고온의 상태에서는 원자핵과 전자가 결합할 수 없다. 그래서 원자핵과 결합하지 못한 전자는 마음대로 떠돌아다니게 된다. 이들 자유전자들에 의해서 빛은 직진하지 못하고 산란하게 된다. 빛이 전자의 방해로 똑바로 나아가지 못하니 우주가 불투명해지게 되었다.

그러던 중 빅뱅 후 약 38만 년이 지나 우주 온도가 3,000K까지 충분히 식었을 때, 드디어 원자핵과 전자가 결합할 수 있게 되었다. 이후 빛이 자유롭게 직진해서 나아갈 수 있게 되었고 결과적으로 투명한 우주가 되었다. 우주가 투명해 지면서 방출된 빛과 에너지가 바로 우주배경복사인데, 우주가 식으면서 점차 더 낮아지고 있다. 그런데 1964년 우주 전반에서 관측되는 2.7K 정도의 우주배경복사가 실제로 관측되면서 빅뱅우주론은 더욱 탄력을 받게 되었다.

셋째, 우주에 존재하는 수소와 헬륨의 질량비다. 빅뱅 당시 형성된 양성자의 개수는 중성자의 약 7배에 달했다. 하지만 빅뱅 직후 양성자와 중성자의 결합 과정에서 수소 원자핵과 헬륨 원자핵이 만들어졌다. 즉 양성자 1개는 수소 원자핵이 되었고, 양성자 2개와 중성자 2개가 결합하면서 헬륨 원자핵이 되었다. 그 결과 수소와 헬륨의 구성비는 개수 면에서 수소가 12배, 질량 면에서 수소가 3배가 되었다. 그런데 현재 우주에 존재하는 대부분의 별들과 가스에서 발견되는 수소와 헬륨의 질량 비율이 3:1로, 이는 빅뱅 초기에 형성된 원소의 비율과 일치한다.

그러나 여전히 폭발이 일어난 원인을 비롯해 빅뱅이라는 개념만으로 우주의 시작을 설명하기에는 너무나 불확실한 것들이 많다. 더욱이 빅뱅 이전의 우주 상태에 대해서는 설득력 있는 입증 자료와 논리가 전혀 없는 상황이다. 다만, 빅뱅 초기에 일어났던 현상을 보완적으로 설명하는 가설들은 여러 가지가 나와 있다. 그중 대표적인 하나가 '인플레이션 우주론(inflationary universe)'이다. 인플레이션 이론은 대폭발설과 유사하나, 원시 폭발이 일어난 뒤 대략 10^−30초 동안에 거의 모든 것이 결정되었다는 점을 강조한다. 즉 우주는 기구가 부풀어 오르는 것처럼 짧은 기간 동안 빠르게 팽창되었고, 우주의 모든 물질과 에너지가 거의 무(無)로부터 창조되었다고 주장한다.

우주에는 시작이 있었듯이 끝 또한 존재할 것이다. 우주가 영원히 팽창하게 될지 아니면 팽창을 멈추게 될지에 대해서는 우주 내부에 있는 물질의 에너지양과 밀도에 따라 결정된다. 물질의 에너지 밀도가 임계밀도보다 작으면, 우주는 지금처럼 계속하여 영원히 팽창하는 열린 우주가 된다.

또 물질의 에너지 밀도가 임계밀도보다 크면 유한한, 즉 닫힌 우주가 된다. 그리고 물질의 에너지 밀도가 우주의 임계밀도와 동일하다면 무한하면서도 서서히 팽창하는 평탄 우주가 될 것이다. 여기서 임계밀도(臨界密度)란 우주의 질량에 의한 중력으로, 팽창하는 우주를 저지하는 평탄 우주가 되는 우주의 밀도를 말한다.

열린 우주와 평탄 우주에서는 문제가 없다. 그러나 우주의 밀도가 임계밀도 1보다 큰 닫힌 우주에서는 물체들이 행사하는 중력이 충분히 커서, 우주는 어느 시점에 팽창을 멈추고 수축되기 시작한다. 이렇게 되면 우주의 온도는 다시 올라가고 별과 은하들은 서로 가까워진다. 한마디로 우주가 수축한다는 뜻이다. 이런 식으로 수축이 계속되면 결국 우주는 초고온 상태가 되고 이른바 '빅 크런치(big crunch)'라 불리는 커다란 파국을 맞이하게 되면서 모든 생명체가 사라지게 될 것이다.

그런데 은하들의 질량을 바탕으로 측정한 현재의 우주밀도는 10^-30g/cm3 이하 수준으로, 임계밀도 10^-29g/cm3 보다도 작은 상황이다. 따라서 우리가 살고 있는 우주는 열린 우주이며, 시간이 흐름에 따라 무한히 팽창할 것이라는 추측이 가능하다. 그러나 우주가 앞으로도 계속 팽창할 것인지, 아니면 다시 수축할 것인지는 단언하기 어렵다. 이는 우주 내에는 아직도 찾아내지 못한 물질들이 엄청나게 많이 있을 수 있기 때문이다.

우주에는 신비한 종류의 입자와 물질들이 무척 많이 있다. 이들은 어떤 뚜렷한 형태를 지니고 있는 것이 아니다. 눈에 보이지 않는 것은 제쳐두고라도, 감마(γ)선· 엑스(X)선· 전파 따위도 방출하지 않는 것도 있어 좀처럼 발견하기 어렵다. 다만, 이러한 종류의 천체들도 질량을 지니고 있기에 관측되는 중력을 통해서만 그 존재를 인식할 수 있을 뿐이다. 이처럼 지금까지 발견해 내지 못한 많은 종류의 물질들을 통틀어 암흑물질이라고 부른다.
이 암흑물질들이 많으면 많을수록 우주의 평균 밀도가 높아지는 것은 물론이다. 그러므로 이 암흑물질의 질량이 어느 정도인가에 따라서 우주가 계속 팽창할 것인지 또는 수축할 것인지가 밝혀질 수도 있는 일이다.

결국 앞으로 우주가 종말을 맞을 것인지 여부에 대해서는 결론을 내리기 어렵다는 것이다.

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김하성 애틀랜타 잔류…1년 2000만 달러 [서울=뉴스핌] 장환수 스포츠전문기자= 김하성이 다년계약 의지를 접고, 다시 한 번 현실적인 선택을 했다. 옵트아웃을 통해 FA(자유계약선수) 시장에 나섰던 그는 결국 원소속팀 애틀랜타 브레이브스와 1년 계약을 맺고 내년 시즌을 맞이하게 됐다. MLB닷컴과 현지 유력 매체들은 16일(한국시간) "김하성이 애틀랜타와 계약기간 1년, 총액 2000만 달러(약 294억원)에 계약했다"고 일제히 보도했다. [서울=뉴스핌] 장환수 스포츠전문기자= 김하성의 1년 계약을 알리는 애틀랜타 홈페이지 그래픽. [사진=애틀랜타] 2025.12.16 zangpabo@newspim.com 김하성은 2021년 샌디에이고 파드리스에서 메이저리그에 데뷔한 뒤, 2024시즌 종료 후 FA 자격을 얻었다. 이후 탬파베이 레이스와 2년 총액 2900만 달러 계약을 맺으면서 1년 후 옵트아웃 조항을 삽입했다. 올 시즌은 순탄치 않았다. 오른쪽 어깨 관절와순 파열 부상과 허리 부상으로 시즌 중반에야 복귀했고, 이후에도 몸 상태가 완전히 올라오지 않으며 제 기량을 꾸준히 보여주지 못했다. 결국 9월 탬파베이에서 방출됐고, 유격수 보강이 필요했던 애틀랜타가 손을 내밀었다. 이적 후 흐름은 나쁘지 않았다. 김하성은 시즌 전체 성적을 타율 0.234, 5홈런, 17타점으로 마무리했고, 애틀랜타 소속으로 뛴 24경기에서는 타율 0.253에 3홈런 12타점을 기록했다. 수비에서도 안정감을 되찾았다는 평가를 받았다. 시즌 종료 후 선택의 기로에 선 김하성은 2026시즌 연봉 1600만 달러 옵션을 포기하고 옵트아웃을 행사했다. FA 시장 상황을 감안하면 그 이상의 대우를 받을 수 있다고 판단한 것이다. 올겨울 FA 시장에는 특급 유격수가 거의 나오지 않아, 애틀랜타를 포함한 여러 구단이 유격수 수급에 어려움을 겪는 상황이었다. 김하성. [사진=로이터 뉴스핌] MLB닷컴 역시 FA 시장 개장을 앞두고 김하성이 연평균 2000만 달러 이상을 받는 다년계약 가능성이 있다고 내다봤다. 그럼에도 결과는 1년 계약이었다. 복수의 현지 보도에 따르면, 김하성 측은 다년계약 제안을 받았지만 평균 연봉과 보장 기간이 기대에 미치지 못한 것으로 알려졌다. 이에 "몸 상태와 수비는 이미 증명된 만큼, 한 시즌 더 건강하게 뛰고 다시 시장으로 나가자"는 쪽으로 방향을 틀었다. 애틀랜타 역시 유격수 장기 플랜을 팜 시스템과 병행해 설계하는 상황이라, 1년 고액 단기 계약으로 2026시즌 공백을 메우는 게 이해관계에 맞았다.​ 유격수 시장이 워낙 안 좋은 상황에서, 별도의 트레이드 패키지 없이 단기 재계약으로 주전 유격수를 확보했다는 점은 애틀랜타 프런트의 가성비 있는 선택으로 평가된다. 알렉스 앤소폴로스 단장은 "우리는 김하성이 샌디에이고 시절 모습을 되찾을 가능성이 매우 크다고 생각한다. 김하성은 눈에 보이는 기록보다 많은 걸 갖춘 좋은 선수"라며 "이번 1년 계약이 우리 팀과 관계를 지속하는 새로운 출발점이 되기를 희망한다"고 말해 추후 장기계약 가능성을 열어뒀음을 보여줬다. 결국 김하성의 선택은 지금보다 더 좋은 계약을 위한 1년짜리 베팅인 셈이다. 부상 리스크를 털고 건강하게 풀시즌을 치르면서 롱런 가능성을 증명한다면, FA 세 번째 도전이 될 내년에 따뜻한 겨울을 맞이하게 될 것이다. zangpabo@newspim.com 2025-12-16 11:38
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경찰, '통일교 의혹' 15시간 압수수색 [서울=뉴스핌] 정승원 기자 = 15일 10곳에서 동시다발적으로 진행된 정치권의 통일교 금품수수 의혹 관련 경찰 압수수색이 15시간만에 끝났다. 경찰은 이번 압수수색에서 확보한 회계자료와 휴대전화 등을 토대로 수사를 이어간다는 방침이다. 16일 경찰에 따르면 경찰청 국가수사본부 특별수사전담팀은 전날 오전 9시부터 경기도 가평군 통일교 천정궁과 통일교 서울본부, 전재수 의원(전 해양수산부 장관) 자택과 의원실, 광화문 김건희 특검 사무실, 한학자 통일교 총재와 윤영호 전 통일교 세계본부장이 수감된 서울구치소 등 총 10곳에 대한 압수수색을 진행했다. 압수수색은 15시간 40분이 이날 0시 40분경 마무리됐다. 경찰은 전 의원실과 자택에 대한 압수수색을 진행했지만 통일교 측으로부터 받았다는 의혹이 제기된 명품시계를 발견하지는 못한 것으로 전해졌다. [서울=뉴스핌] 이형석 기자 =15일 10곳에서 동시다발적으로 진행된 정치권의 통일교 금품수수 의혹 관련 경찰 압수수색이 15시간만에 끝났다. 경찰은 이번 압수수색에서 확보한 회계자료와 휴대 전화 등을 토대로 수사를 이어간다는 방침이다. 사진은 15일 밤 서울 용산구 세계평화통일가정연합 한국본부(통일교 서울본부) 압수수색이 진행되고 있는 가운데 경찰 차량이 이동하고 있는 모습. 2025.12.15 leehs@newspim.com 앞서 윤 전 본부장은 김건희 특검 조사 과정에서 지난 2018~2020년 사이 현금 3000만~4000만원과 명품시계 2개를 전 의원에게 건넸다는 취지로 진술했고 이에 전 의원은 해양수산부 장관직을 사의한 바 있다. 전 의원은 "통일교로부터 어떤 금품도 받은 적 없다"고 부인하고 있다. 정치자금법 위반 혐의를 받는 임종성 전 더불어민주당 의원과 김규환 전 미래통합당 의원(현 대한석탄공사 사장) 자택, 대한석탄공사 사장 집무실 등에 대한 수사도 진행됐다. 이들 전현직 정치인에 대한 압수수색 영장에는 금품 수수혐의가 기재된 것으로 알려졌다. 정치자금법의 경우 공소시효가 7년으로 지난 2018년 금품 수수가 이뤄졌다면 올해 말 공소시효가 만료될 수 있다. 다만 뇌물수수가 적용되면 공소시효가 최대 15년으로 늘어나는데 경찰은 뇌물수수 혐의까지 함께 보고 있는 것으로 전해졌다. 통일교에 대한 수사도 이뤄졌다. 경기도 가평 경기도 통일교 천정궁과 통일교 서울본부, 통일교 산하단체 천주평화연합(UPF) 사무실, 한 총재와 윤영호 전 통일교 세계본부장이 수감된 서울구치소 등에 대해서도 압수수색했다. 이 과정에서 한 총재에 대한 수사 접견을 시도했지만 불발됐다. 한 총재의 경우 뇌물 공여 혐의 피의자로 전환됐다. 이번 압수수색 영장에는 한 총재를 금품 공여 혐의 피의자로 적시한 것으로 알려졌다. 경찰은 이번 압수수색을 통해 2018년 무렵의 통일교 회계 자료를 확보한 것으로 전해졌다. 윤 전 본부장의 진술에서 전현직 정치인에 금품을 전달한 시기인 2018년의 자료를 확보한 것이다. 앞서 통일교 관련 의혹을 수사한 바 있는 민중기 특검팀(김건희 특검) 사무실에 대해서도 압수수색을 진행했다. 이에 특검에서 넘겨받은 통일교 의혹 관련 자료가 부실해 경찰이 직접 자료 확보에 나선 것이라는 해석이 나온다. 반면, 특검은 넘겨줄 자료는 다 넘겨줬다는 입장을 밝혀왔다.  경찰은 이번 압수수색을 통해 확보한 휴대전화와 컴퓨터 내 파일 등에 대한 디지털 포렌식에 나설 방침이다. 이를 바탕으로 이르면 이번 주 내에 소환 조사도 이뤄질 전망이다. [서울=뉴스핌] 윤창빈 기자 = 15일 10곳에서 동시다발적으로 진행된 정치권의 통일교 금품수수 의혹 관련 경찰 압수수색이 15시간만에 끝났다. 경찰은 이번 압수수색에서 확보한 회계자료와 휴대 전화 등을 토대로 수사를 이어간다는 방침이다. 사진은 15일 서울 여의도 국회 의원회관에 마련된 전재수 의원(전 해수부 장관)의 사무실로 경찰청 특별전담수사팀이 들어서고 있는 모습. 2025.12.15 pangbin@newspim.com origin@newspim.com 2025-12-16 09:12
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    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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