[신박한과학] 인류의 멸종과 우주의 종말에 대한 과학자들의 시나리오｜어쩌면 당신이 원했던 과학이야기

 

 

우주의 종말에 대한 과학자들의 세 가지 시나리오는 무엇일까?

 

첫째, 빅크런치(대함몰) 시나리오다.

팽창하는 힘보다 수축하는 힘이 더 커지면서

우주의 크기가 다시 줄어들기 시작한다.

계속 수축하던 우주는

결국 처음 시작했던 것처럼

작은 불덩어리 영역으로 되돌아가는 것이다.

 

둘째, 빅프리즈(대동결) 시나리오다.

더 이상 새로운 별이 태어나지 않고

서서히 나이가 들어가면서 죽음을 맞이하는 것이다.

 

셋째, 빅립(대파열) 시나리오다.

암흑 에너지가 지금보다 더 강력해져서

순식간에 우주를 갈기갈기 찢어버리는 경우다.

 

세 가지 시나리오와 달리 수

축과 팽창을 무한히 반복하면서

우주의 끝이 영원히 오지 않을 거라는 시나리오도 있다.

 

또한 우리 우주는 끝나지만

이후에 또 다른 빅뱅이 일어나면서

완전히 새로운 우주가 태어날 거라는 시나리오도 있다.

 

마치 생명이 죽었다가 새로운 몸을 얻어

다시 태어나기를 끊임없이 반복한다는

불교의 윤회사상을 닮아 있다.

 

실제로 우주의 끝이 어떨지는 알 방법이 없지만

지금 우리에게 중요한 점은

우주의 끝이 아니라

인류의 끝이 다가오고 있다는 사실이다.

 

오늘은 우주와 인간의 근본적인 호기심을 해결해 주는 책

<어쩌면 당신이 원했던 과학이야기>에 대해 이야기해 보겠다.

 

 

--우주는 우리를 위해 만들어졌을까?

 

우주를 찬찬히 살펴보면

이상하리만치 우리에게 호의적이라는 사실을 깨닫게 된다.

마치 생명이 태어나서 살아갈 수 있도록

자연의 기본 상수들이 아주 미세하게 조정된 것처럼 보인다.

 

만약 중력이 지금보다 더 강했다면

태양은 지금보다 훨씬 더 거대했을 것이고

반대로 중력이 더 약했다면

애초에 물질들이 한데 모여 별이나 은하를 생성하지 못했을 것이다.

 

우주는 기적적일 정도로 우리에게 맞춰져 있다.

어떻게 자연의 모든 기본 힘의 크기가, 이렇게까지 완벽할 수 있을까?

신이 우리를 위해 이 세계를 만들어 준 건 아닐까?

 

이런 물음에서 등장한 개념이 바로 [인류 원리]다.

즉 우리 인류가 존재할 수 있도록

이 세계가 특별히 설계됐다는 것이다.

 

상수 가운데 하나라도 지금의 값과 살짝이라도 달랐다면 우리는 없었다.

이 모든 게 순전한 우연일까?

우리는 언제나 다른 사람과 소통하고

정신적인 것과 물질적인 것을 함께 나누며, 서로에게 영향을 미친다.

 

우리의 뇌 역시 뉴런과 뉴런이 시냅스로 이어진

엄청나게 복잡한 네트워크다.

뇌뿐만 아니라 이 세상의 모든 건

서로 연결된 네트워크 안에서 일어나는

상호작용의 결과물이라고 볼 수 있다.

 

세상의 모든 사건은 사실상 중력, 전자기력, 강한 핵력, 약한 핵력이라는

네 가지 기본 힘의 상호작용으로 일어난다.

 

지구가 태양 주변을 도는 건 중력 덕분이고

우리 몸을 구성하는 기본 입자들이

흩어지지 않고 뭉쳐 있는 건 강한 핵력 덕분이며

태양이 빛을 내며 지구의 에너지를 공급해 주는 건 약한 핵력 덕분이다.

 

이러한 상호작용이 없으면 우리는커녕

우주 자체도 지금과 같은 모습으로 존재할 수 없다.

 

이 세상을 혼자 살아갈 수 있다는 건

오만한 착각이다.

우리 우주를 엄청나게 커다란 규모에서 바라보면

텅 빈 공간에 드문드문 은하가 있을 거로 생각하기 쉽다.

 

하지만 은하들은 동떨어져 있지 않다.

주로 암흑물질로 이루어진 필라멘트라는 실 가닥으로

서로 거미줄처럼 복잡하게 얽혀 있다.

이러한 거대 구조를 ‘우주망’이라고 한다.

 

천문학자들과 신경과학자들이

뇌의 신경망과 우주망을 수학적 도구를 활용해 비교한 결과

놀랍게도 둘의 구조가 굉장히 닮아 있다는 사실을 발견했다.

 

우리의 작은 머릿속부터 거대한 우주까지

온 세상이 네트워크로 이루어져 있는 것이다.

 

 

--생명은 어디에서 왔을까?

 

지구 최초의 생명은 어디에서 왔을까?

원래 과학자들은 햇빛이 닿지 않는 깊은 바닷속엔

생명이 거의 살 수 없다고 생각했다.

생명이 살아가는 데 필요한 에너지가 태양에서 오기 때문이다.

 

때는 1977년 수심 2700미터 해저에서

심해 탐사선 엘비노가 놀라운 광경을 마주하게 된다.

굴뚝 같은 구멍에서 뜨거운 물이 연기처럼 솟구쳐 오르고 있었던 것이다.

더욱 충격적인 건 그 주변에는 다양한 생물이 살고 있었다.

이 구멍을 열수분출공이라 부르는데

땅 위에서 식물이 광합성을 하듯이

열수분출공에서는 박테리아가 화학합성을 해서 에너지를 얻고 있었다.

 

다시 말해 열수분출공은

깊은 바닷속에서 에너지원을 공급하는 태양인 셈이다.

햇빛도 없고 수압도 높으며 온도도 높은 척박한 환경은

초기 지구의 모습을 떠오르게 한다.

그래서 과학자들은 바로 이 열수분출공이

생명이 처음 탄생한 곳이라고 추측하고 있다.

 

생물학자인 찰스 다윈에 의하면

모든 생명이 처음에 하나의 기둥에서 갈라져 나왔다는 결론에 다다르게 된다.

각양각색의 생물들이 정말 단 하나의 조상에서 나온 것일까?

 

모든 생물의 공통 조상인 루카는

2천년대 초반까지만 해도 가상의 존재에 불과했다.

하지만 유전자 분석이 가능해지면서 점점 그 실체가 구체화되고 있다.

빅데이터를 활용해 루카의 294개의 유전자가

어떤 기능을 하는지 유추해 낸, 윌리엄 마틴 교수와 연구팀에 의하면

루카는 산소를 싫어하는 핵이 없는 단세포 생물로

고온의 환경에서 금속 촉매의 도움을 받아

생명 활동을 이어갔다.

이러한 환경은 열수분출공과 잘 맞아떨어진다.

 

루카는 지금 현존하는 모든 생물의 공통 조상이지만

지구 최초의 생명체는 아니다.

초기 지구는 그야말로 지옥이었다.

아마도 척박한 환경에서 기적처럼 생명이 탄생했다가

다시 멸종하는 일이 여러 번 일어났을 것이다.

 

 

--6번째 대멸종은 이미 시작되었다

 

처음 생명이 탄생한 이후 오늘날에 이르기까지

지구에서는 무수한 생물종이 생겨났다.

사라지기를 반복했다.

 

특히 규모가 크고 잘 알려진 대멸종은 총 다섯 번 있었다.

대멸종은 지구 환경이 급격히 바뀌면서

생태계 자체가 크게 뒤엎어지는 사건으로

한 지질시대에서 다른 지질시대로 넘어가는 경계를 이룬다.

 

1차 대멸종은 약 4억 4천만 년 전에

지구 온도가 갑작스럽게 낮아지면서

추운 날씨에 빙하가 많이 형성되었고, 바닷물 표면의 높이가 낮아졌다.

당시 생물들은 대부분 아직 육지로 진출하지 않고

얕은 바다에 살고 있었기 때문에

해수면 하강은 전체 생태계에 치명적인 영향을 미쳤다.

이 사건으로 전체 생물 중에 약 85%가 멸종했다.

 

2차 대멸종도

지구 기온이 낮아지면서 전체 생물 중에 약 70%가 멸종했다.

 

3차 대멸종은

1차, 2차 대멸종과 다르게 지구 온도가 높아졌다.

시베리아에서 대규모 화산 폭발이 일어나면서

무려 100만 년 동안이나 분화가 지속됐다.

 

생물들은 높은 온도와 산소 부족으로 쓰러져 갔으며

전체 생물 중에 약 90% 이상이 멸종한

지구 역사상 가장 거대한 멸종 사건이었다.

 

4차 대멸종은

약 2억 년, 전 온실기체가 증가하고 지구 온도가 높아지면서

전체 생물 중에 약 85%가 멸종했다.

 

마지막으로 가장 유명한 5차 대멸종은

약 6천500만 년 전, 멕시코 유카탄 반도에

지름 1킬로미터의 소행성이 떨어졌다.

충돌 후 몇 시간도 지나지 않아 먼지구름이 지구 전체를 뒤덮었다.

햇빛이 사라지자 지구 기온이 내려가면서

식물이 죽어갔으며 동물도 죽음을 면치 못했다.

 

환경이 변하는 원인은

대규모 화산 활동, 소행성 충돌, 급격한 기후 변화 등 다양하다.

그리고 이제는 인간 활동이 왕성해지면서

자연 현상 못지않게 환경에 영향을 미치고 있다.

 

지질시대는 지구환경이 변하고

생태계에 큰 변화가 발생할 때를 기준으로 분류하는데

인류가 지구를 바꾸는 지금 이 시기를

새로운 지질시대로 분류해야 한다는 뜻에서

인류세(人類世, Anthropocene)라는 개념이 대두됐다.

인류세에 들어선 지금, 전 세계 생물종은

그 어느 대멸종 때보다도 빠르게 사라져가고 있다.

 

6차 대멸종은

이미 현재 진행 중이며

지금도 하루에 평균 10여 종이 멸종하고 있다.

 

한 가지 명심해야 할 점은

지금까지 있었던 모든 대멸종 사건에서

생물량이 가장 많은 생물은 언제나 멸종했다는 것이다.

 

인류세는 인류의 마지막 시대가 될지도 모른다.

지구상에서 인류가 사라지고, 시간이 흐른 후

누군가가 인류세의 지층을 관측한다면

과연 어떤 특징을 발견하게 될까?

 

중생대를 대표하는 화석은 당시 세상을 제패했던 공룡이다.

조류는 유일하게 현재까지 살아남은 공룡인데

특히 닭은 전 세계적으로 어마어마하게 사육되고 소비된다.

매년 도축되는 식용 닭은 약 650억 마리에 달한다.

그러므로 인류세를 대표하는 화석은

인류가 아닌 닭이 될 가능성이 크다.

 

미래의 화석을 통해 바라본 인류세는

여전히 공룡이 지배하는 세상인지도 모른다.

 

 

--얼음 속 고대 바이러스가 깨어난다

 

코로나19의 자연 숙주로 여겨지는 박쥐는

주로 무더운 열대 지방에 서식하는데

지난 100년간 지구 온도가 상승하면서

중국 남부와 인근 미얀마, 라오스 지역이

박쥐가 서식하기 더 좋은 환경으로 변했다.

 

그 결과 열대 지방에 서식하던 박쥐들이

점차 북쪽으로 올라오기 시작했다.

유입된 박쥐는 40여 종인데

박쥐 한 종에 코로나바이러스 2.7종을 지니고 있다고 하니

코로나바이러스 100여 종이 유입됐다는 뜻이기도 하다.

 

놀랍게도 우리를 괴롭힌 코로나19는

이 100여 종 가운데 하나일 뿐이었다.

최근 지구 온도가 높아지면서

원래는 녹지 않은 땅이어야 할 영구동토층이 녹고 있는데

영구동토 안에는 탄저병뿐만 아니라

무수한 고대 질병들이 부활을 꿈꾸며 움츠리고 있다.

 

실제로 중국 티베트고원의 굴리아 빙하에서

1만 5천 년 전 바이러스를 발견하기도 했다.

총 33개의 바이러스 가운데 28개는

인류가 최초로 접한 종이었다.

 

현대의 인류는 태어나 단 한 번도 만난 적 없는 고대 미생물과 바이러스에

과연 얼마나 잘 대비할 수 있을까?

뇌 크기만이 지능을 결정하는 건 아니지만

호모, 네안데르탈렌시스는 지금 인류보다도 뇌가 더 컸다.

그렇다면 이들과 구별되는 우리 종의 특별함은 무엇이었을까?

 

그 해답의 일부는 우리의 다정함이 있다.

우리는 친밀감을 느끼고 서로 도울 줄 안다.

과거를 돌아봤을 때 우리라는 개념은

넓으면 넓을수록 생존에 유리했다.

 

부족끼리 끊임없이 싸울 때보다

사회적 약속 아래, 힘을 모을 때가 더 삶이 안정됐다.

어쩌면 지금 우리도

우리의 범주를 계속 넓혀가야 한다는 의미일지도 모른다.

 

기후 위기처럼 범지구적인 문제에 직면한 지금

우리 종 전체가

우리라는 유대감을 느끼고, 힘을 합쳐야만

살아남을 수 있을 것이다.

 

복잡한 세상을 정확하게 이해하고

생각의 그릇을 키우고 싶은가?

<어쩌면 당신이 원했던 과학 이야기>와 함께한다면

우리가 살고 있는 물질 세상을

쉽고 재미있게 이해할 수 있을 것이다.