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[양승훈 칼럼]태양과 지구와 달의 설계

양승훈 교수(밴쿠버기독교세계관대학원 원장)

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양승훈 교수

지난 호에서 살펴본 물의 설계에 이어 태양과 지구와 달도 부인할 수 없는 설계의 증거를 보여주고 있다. 우리가 보는 것처럼 지구는 전체가 생명체로 충만해 있다. 과학자들이 광활한 우주에서 생명체를 찾기 위해 그렇게 많은 노력을 해도 아직까지 그 흔적조차 찾을 수 없지만 지구에는 그런 생명체로 충만한 것이다. 비록 맨눈으로 볼 수 없지만 물 한컵, 흙 한줌 속에도 엄청난 수의 생명체들이 살고 있다. 생명체에 대해서 적대적인 우주를 사막에 비유한다면 지구는 가히 오아시스라고 할 만하다. 그러면 지구에 이렇게 많은 생명체들이 살게 된 것이 우연이라고 할 수 있을까? 지구를 우주의 오아시스라고 말할 수 있는 것은 지구에 생명체가 살 수 있도록 설계된 수많은 장치들 때문이다. 그 중 하나가 바로 태양과 달과 지구의 정교한 설계이다.

태양과 달의 시각(視角)

오늘날 우리들은 누구나 태양이 달보다도 훨씬 더 크다는 사실을 상식적으로 알고 있다. 그러나 놀라운 사실은 지구에서 볼 때 태양과 달이 똑같은 크기로 보인다는 사실이다. 지구는 태양의 위성이고 달은 지구의 위성에 불과하며, 크기를 보면 태양의 직경은 1,392,000Km이지만 달의 직경은 3,500Km에 불과하다. 그런데 이처럼 커다란 크기의 차이는 거리의 차이에 의해 정확하게 상쇄된다. 태양과 지구의 평균 거리는 149,680,000Km인데 비해 달과 지구의 평균 거리는 370,000Km이다. 지구에서는 태양이 달의 직경에 비해 400배나 되지만 태양까지가 달까지의 거리에 비해 약 400배에 이르기 때문에 지구에서 겉보기 크기가 같게 보이는 것이다.

그러나 같은 크기로 보인다는 말만으로는 이들이 어느 정도 같게 보이는지에 대해 실감이 잘 나지 않을 것이다. 지구-태양의 거리를 태양의 직경으로 나눈 값의 삼각함수의 역탄젠트(tan-1)를 취하여 시각을 구해 보면 0.53도(度)이다. 그런데 놀랍게도 지구-달의 거리를 달의 직경으로 나눈 값의 역탄젠트를 취하여 시각을 구하더라도 0.53도로서 일치한다. 지구의 공전궤도와 달의 공전궤도가 정확하게 원이 아닌, 타원이어서 지구-태양, 지구-달까지의 거리가 약간씩 변하므로 소수점 이하 셋째 자리까지는 같을 수가 없다. 시각이 소수점 이하 둘째 자리까지 일치한다는 사실을 우연이라고 할 수 있을까!

지구의 기원에 관해서는 여러 가지 주장이 있다. 어떤 사람은 태양이 자전하면서 원심력에 의해 지구가 떨어져 나왔다고 주장한다. 또 어떤 이들은 우주진과 가스들이 응축되어 태양이 먼저 형성되고 그 후 수백만 년 동안 태양 주변에 남아 있는, 혹은 태양으로부터 떨어져 나온 우주진과 가스들이 중력에 의해 점점 커지면서 지구가 만들어졌다고 주장한다.

또한 달의 기원에 관한 이론도 많다. 어떤 사람은 지구가 형성될 때 같이 만들어졌다고 하는가 하면, 어떤 사람은 우주 공간에 떠다니던 거대 운석이 포획(捕獲)되어 달이 되었다고 주장하기도 한다. 어떤 사람은 지구 근처에 있던 다른 소행성이 지구의 중력에 끌려 들어와 달이 되었다고 하는가 하면, 어떤 사람은 태평양이 떨어져 나가서 달이 되었다는 재미있는 주장도 한다.

어떤 주장이 맞는지는 제쳐 두고 지구와 달이 저절로 자연적인 원인에 의해 독립적으로 만들어졌다면 현재의 정확한 시각의 일치를 어떻게 설명할 수 있을까? 아마 현재 학자들이 주장하는 어떤 모델을 따라 우주와 태양과 지구, 달이 만들어졌을 수도 있을 것이다. 그러나 만들어지는 과정이 아무런 지혜의 개입 없이 저절로 이루어 졌다고 한다면 이들의 완벽한 조화를 어떻게 설명할 수 있을 것인가?

도대체 일식과 월식이 어떻게...

지구에서 본 태양과 달의 겉보기 크기가 완전히 같다는 사실과 더불어 일식과 월식의 발생은 또 하나의 설계의 증거이다. 월식은 태양-지구-달이 일직선으로 배열되어 지구의 그림자 속에 달이 들어갈 때 일어나며, 일식은 태양-달-지구가 일직선으로 배열되어 달이 태양을 가릴 때 일어난다. 이러한 일식과 월식은 달과 지구의 공전면이 완전히 일치할 때만이 가능하다. 특히 개기 일식은 지구와 달의 공전면이 단 0.1도(度)라도 다르면 불가능하다. 광활한 우주에서는 달과 지구, 심지어 태양까지도 먼지나 점에 불과함을 생각할 때 이들이 같은 평면에 있으면서 일직선으로 배열되어 일식과 월식을 일으킨다는 사실은 무엇을 말하는가? 이것은 천지를 지으시고 그 가운데 해와 달과 별을 만드시고 이들을 한 평면에서 운행하도록 설계하시고 창조하신 창조주가 있음을 나타내는 것이다.

만일 거대 운석이나 소행성이 지구의 중력에 우연히 포획되어 달이 되었다고 한다면 이러한 운석이나 소행성이 지구의 중력권에 진입하는 것은 어느 방향으로부터라도 가능했을 것이다. 그런데 0.1도의 오차도 없이 정확하게 달이 현재의 지구 공전면 상에서 지구의 중력권에 진입했다는 것을 어떻게 설명할 것인가? 그래서 지구와 달의 공전면이 완전히 일치하여 월식과 일식이 가능하게 된 것을 도대체 어떻게 설명할 수 있는가? 지구와 달, 태양이 어떻게 생겼는지에 관계없이 이들의 상대적 위치를 생각해 본다면 불가피하게 이들을 지어 현재의 위치에 정확하게 배치하신(진입하게 하신) 창조주가 존재한다는 결론에 이를 수밖에 없다.

이 모든 과정이 저절로 일어났다고 한다면 그러한 일이 일어날 확률이 너무나 작다. 그렇게 작은 확률을 통해 현재의 태양, 지구, 달의 배열이 만들어졌다고 믿는 것은 사도신경을 고백하면서 초월적인 창조주 하나님을 믿는 것보다 훨씬 더 큰 믿음이 있어야 한다. 솔직하고 객관적인 안목을 가진 사람들에게는 “만물이 인하고 만물이 말미암은” 하나님을 믿는 것은 그렇게 큰 믿음을 요구하는 것이 아니다.

창세기 1장에서 하나님은 “....하늘의 궁창에 광명이 있어 주야를 나뉘게 하라 또 그 광명으로 하여금 징조와 사시와 일자와 연한이 이루라.... 하나님이 두 큰 광명을 만드사 큰 광명으로 낮을 주관하게 하시고 작은 광명으로 밤을 주관하게 하시며.... 저녁이 되며 아침이 되니 이는 넷째 날이니라.”고 하셨다. 하나님은 큰 광명인 해로 하여금 낮을 주관하게 하시고 작은 광명인 달로 하여금 밤을 주관하게 하셨다. 하나님은 해와 달을 만드시되 겉보기 크기는 같게, 밝기는 다르게, 그리고 이들로 하여금 완전히 같은 평면에서 운행하도록 만드셨다.

잘 조절된 지구 자기장

태양과 지구와 달의 위치나 크기에 더하여 지구의 자기장도 다르게 설명할 수 없는 창조주의 설계의 증거이다. 우리가 알다시피 태양은 수소가 헬륨으로 변환하는, 수소폭탄의 원리인 핵융합에 의해 에너지를 방출하고 있다. 즉 수소가 헬륨으로 융합되면서 생기는 질량결손이 상대성이론의 결론이 질량-에너지 등가원리에 따라 엄청난 에너지로 방출되고 있는 것이다. 태양이 1초 동안 방출하고 있는 에너지는 역사상 인류가 사용한 총 에너지보다도 더 많아서 태양은 핵융합을 통해 초당 5억톤씩 질량을 잃고 있다.

하지만 이렇게 방출되는 태양 에너지가 모두 지상의 생명체들에게 유익한 것만은 아니다. 태양 에너지의 많은 부분은 지구 생명체에 치명적이다. 하지만 지구에 태양 에너지 중에서 유용한 부분만을 선별해서 받아들일 수 있는 기능이 있기 때문에 지구에 생명체들이 살 수 있는 것이다. 이 선별 메커니즘 중의 하나가 바로 지구 자기장이다.

1600년, 영국의 길버트(W. Gilbert)는 처음으로 지구가 거대한 자석임을 가정했으며, 1959년, 골드(T. Gold)는 처음으로 오늘날 우리가 사용하는 자기권(磁氣圈)이라는 용어를 만들었다. 오늘날에는 누구나 지구는 북극이 N극, 남극이 S극인 거대한 자석이며 지구 주변에는 자기장이 형성되어 있음을 알고 있다. 자기장의 세기는 적도에서는 32 가우스(Gauss), 극지방에서는 62 가우스로서 극지방이 거의 두 배 정도로 더 크다.

이러한 자기장으로 인해 공기 중에 전기를 띠고 있는 대전 입자들은 지자기의 영향을 받는다. 물론 공기의 밀도가 높은 지표면에서는 대전 입자라고 해도 다른 입자들과의 충돌로 인해 지구 자기장의 영향을 별로 받지 않는, 중성 입자처럼 행동한다. 그러나 공기의 밀도가 희박한 고도 200Km 이상에 있는 대전 입자들은 뚜렷하게 지자기의 영향을 받는다. 이처럼 대전 입자들이 지구 자기장의 영향을 뚜렷이 받는 영역을 자기권(磁氣圈)이라고 부른다. 자기권의 범위는 태양을 향한 방향, 즉 낮에는 100-60,000Km에 이르며 태양을 등지는 방향, 즉 밤에는 300,000Km 이상에 이른다.

지난 세기 후반에 들어와 자기권과 관련된 가장 중요한 연구 업적은 반알렌대(Van Allen Belt)의 발견이었다. 반알렌대는 자기권의 일부로서 1958년 미국의 반 알렌에 의해 발견된 것이다. 반알렌대는 대체로 지구를 도넛 형태로 둘러싸고 있으며, 반알렌대 내에서는 고에너지 대전 입자들이 자력선을 따라 나선형을 그리면서 남북반구 사이를 왕복한다. 이 때 양으로 대전된 입자는 서쪽으로 이동하게 되고 음으로 대전된 입자는 동쪽으로 이동하게 되어 마치 입자들이 지구 자기장에 갇혀 있는 것 같이 보인다.

그러면 이러한 지구 자기장의 역할은 무엇인가? 물론 우리는 지자기가 수백 년 전부터 나침반으로 먼 거리 항해에 응용되어 왔음을 알고 있다. 그러나 금세기 후반에 들어와 지구 자기장의 새로운 역할이 속속 밝혀지고 있는데 그 중의 대표적인 것은 외계로부터 쏟아지고 있는 다양한 우주선(宇宙線)을 차폐해 주는 역할을 한다는 것이다. 우주선은 지구상의 어떤 입자 가속기로도 만들 수 없는 고에너지(고속) 대전(帶電) 입자선으로서 이것이 직접 지상에 쏟아진다면 어떤 생명체도 살아남기가 어렵다. 무서운 우주선으로부터 지구 위의 생명체를 보호하는 자기장의 존재는 우연히 존재하게 된 것일까?

그러면 우주선을 더욱 더 효과적으로 차폐하기 위해 지자기장의 세기는 무작정 커질 수 있는가? 그렇지 않다. 지구 내부는 금속으로 이루어진 일종의 도체이며, 도체가 자기장 내에서 회전하거나 움직이면 줄열(Joule Heat)이 발생한다. 줄열은 자장 내에 있는 도체의 회전속도가 빠를수록, 자기장이 강할수록 많이 발생한다. 그러므로 우주선을 차폐하기 위하여 무한정 지구 자기장의 세기가 강해지면 줄열이 발생하여 지상의 생명체들이 살 수 없게 된다.

여러 가지 증거로 미루어 볼 때 현재의 지구 자기장의 세기는 지상의 생명체들에게는 아무런 해를 끼치지 않으면서도 무서운 우주선을 효과적으로 차폐할 수 있는 적당한 크기이다. 만일 지구 자기장의 세기가 현재보다 크다면 줄열은 물론 지구에는 엄청난 전자기 폭풍이 몰아칠 것이고, 현재보다 작다면 태양풍으로부터 지구가 차폐될 수 없어서 지표면의 모든 생명체는 전멸할 것이다.

지자기와 동조된 태양의 활동

지구 자기장이 고에너지 대전입자들을 차폐하는 메커니즘은 전자기학의 기초 이론으로 쉽게 설명할 수 있다. 하지만 더욱 놀라운 것은 지구 자기장의 세기가 외계에서 유입되는 우주선의 세기에 따라 변한다는 사실이다. 우주선 중에는 은하로부터 오는 은하우주선(銀河宇宙線)도 있지만 태양으로부터 오는 태양풍이 가장 강하다. 아직 이유를 알 수 없지만 태양은 매 11년마다 자기장의 극성, 즉 자기력선의 방향이 180도로 바뀐다. 그리고 이렇게 자기장의 극성이 역전될 때 태양의 활동이 가장 강하며, 가깝게는 지난 2000년 1월에 일어났다.

태양풍은 일반적으로 11년을 주기로 폭발하는 태양의 흑점과 밀접한 관련이 있다. 흑점은 망원경으로 겨우 보이는 지름 1500Km 정도의 작은 것으로부터 시작하여 지구 크기의 몇 배가 되는 10만여Km에 이르는 것까지 다양하다. 흑점은 태양의 자전 속도가 부위에 따라 달라짐으로 인해 태양 표면의 자기력선이 한 곳으로 집중되면서 발생한다. 흑점을 형성하는 강한 자기력선은 태양 내부에서 분출되는 고온 고에너지 대전입자들을 가두게 되고 따라서 흑점의 온도는 다른 지역보다 2000℃ 정도 낮다. 태양의 나머지 부분의 표면 온도는 약 6000℃ 정도인 데 비해 이곳은 주변에 비해 40% 정도 어둡기 때문에 흑점이라고 부른다. 그러나 시간의 경과에 따라 자기장에 의해 갇혀있는 고에너지 대전입자들의 압력은 점점 커지고 불안정한 정도도 누적된다. 그리고 이것이 어느 한계에 이르면 흑점은 풍선이 터지듯이 폭발하며, 이 때 생물들에게 치명적인 X-선, 극자외선, 수소 이온, 전자 등을 포함하는 태양풍이 대규모로 방출된다.

흑점 활동이 강해져서 우주선이 많이 방출되면 1억 5천만Km나 떨어진 지구의 자기장도 따라서 강해지고 우주선을 차폐하는 기능이 강화된다. 비록 그 이유를 과학적으로 설명할 수 있다고 해도 이것은 참으로 놀라운 설계의 흔적이다. 양파 껍질처럼 자기장으로 겹겹이 싸서 무서운 태양풍으로부터 지구를 눈동자와 같이 보호해 주는 자기 차폐막이 존재하는 것. 우연이라 할 수 있을까?

태양과 지구의 달의 위치나 크기, 그리고 지구를 보호하는 지구 자기장의 존재는 창조주 하나님이 지구상에 인간을 포함한 아름다운 생명 세계를 창조하시고 유지하시기 위해 치밀한 계획 하에 창조하신 설계의 결과이다. 그리고 이런 것을 깨달을 수 있는 “가슴속의 지혜”와 “마음속의 총명”은 창조주 하나님으로부터 말미암은 것이다!!

/양승훈 교수(밴쿠버기독교세계관대학원 원장, www.view.edu)

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