생성 (지구의 탄생) 빅 히스토리 (3) – 태양계의

폭발하는 별들로 이루어진 분자는 새로운 별 근처의 우주 공간에 떠돌고 있다. 이들이 서로 부딪치면서 화학 작용과 중력, 전기력에 의해 먼지와 운석, 소행성, 행성을 만든다.

원소는 아주 많은 다른 방식으로 결합해 수조의 새로운 물질(우리 주변 세계에서 볼 수 있는 모든 물질)을 만든다. 이런 새로운 물질들은 결국 결합해 새로운 천체를 생성한다. 바로 지구다. 지구의 생성에 대해 알려면 ‘화학’이 무엇인지 알아야 한다.

화학은 어떻게 원자가 연결되어 우리가 분자라는 것을 만들어 내는가를 연구하는 것이다. 원자가 접속되는 방식은 전자 배열에 달려 있지만 헬륨 같은 원자는 매우 안정적이어서 다른 원자와 거의 결합하지 않는다. 그러나 많은 원자는 다른 원자와 결합하는 것을 매우 좋아한다. 수소와 산소는 항상 다른 원자와 결합하려고 하지만 불에 타는 것, 이것이 바로 산소가 다른 원자와 격렬하게 결합하는 것입니다. 산소는 이처럼 반응성이 큰 원소이다.

원자와 분자가 결합한 것을 분자라고 부른다. 각 분자는 나름대로의 특징을 갖고 있으며 이 특징은 분자를 형성하는 원소와는 매우 다르다. 예를 들어 원자인 수소와 산소는 기체인데 이 둘이 결합하면 전혀 다른 특성인 물(H20)이라는 액체가 된다.

또 결합 강도에 따라 다른 물질을 만들게 되는데 탄소의 경우 아주 단단하게 결합해 “다이아몬드”가 되기도 하고 유연하게 결합돼 “흑연”이 되기도 한다. 둘 다 탄소로 결합됐지만 결과적으로는 아주 다른 물질이다. 이처럼 어떻게 결합하느냐에 따라 여러 물질이 만들어지기 때문에 이 세상에서 아주 다양한 물질이 만들어지는 것이다.

방금 포스팅한 것처럼 “원자”는 초신성과 죽어가는 별에 의해 뿌려진 물질의 구름 속이 아니면 깊은 우주 공간에서 분자를 생성한다. (이를 우리는 분광기를 통해 알아냈다) 우주 공간에서의 분자는 대체로 매우 단순하다. 기껏해야 60개 정도의 원자력을 가지고 있다. 아무것도 없는 우주 공간에서는 이 분자들이 흥미로울 수 없지만, 다시 태어난 별 주변에서는 이 분자들을 가지고 매우 흥미로울 수 있다. 이들 분자들을 이용해 행성을 만들어 낸다.

태양 생성=우리 태양은 다른 별처럼 중력 압력으로 물질 구름이 붕괴해 만들어졌다. 이 붕괴는 대부분의 다른 별들처럼 우주 어딘가에서 엄청난 초신성 폭발에 의해 촉발됐을 것이다. 그런 폭발에 의해 새로운 물질의 씨앗(원자)들을 이 구름에 뿌렸다. 이 구름이 무너지면서 구름은 빙글빙글 돌고, 천천히 평평해지면서 원반을 형성하게 된다. 이것은 우주 전체에 걸쳐서 일어난 현상이다. 우주 전체가 평평한 원반으로 가득 찬 이유다.우리의 태양계를 형성한 원반은 중앙에서 붕괴하기 시작하면서 더 뜨거워지고 뜨거워지면서 핵융합이 되어 우리의 태양이 되었다. 이 원반의 모든 물질 중 99.9%가 태양이 되고 나머지 0.1%가 태양계의 나머지를 이루게 됐다.

태양계 생성→젊은 태양의 강렬한 열은 태양계 중심부에서 기체물질을 멀리 몰아냈다. 모든 기체물질은 태양계 외부로 모이게 됐고 결국 응축돼 거대한 기체 또는 행성을 만들어냈다. 이들이 목성, 토성, 천왕성이다. 태양을 구성하고 남은 0.1% 중 99%를 이곳에 소진했다. 지금 우리에게 남은 것은 그중 1%다. 이것이 지구를 포함한 태양계 중심부의 암석 행성을 만들어 냈다. 남은 물질은 태양에 더 가까이 가서 태양 궤도를 돌게 되지만 그 물질은 기체가 적고(기체는 이미 태양계의 외부 행성을 만드는 데 거의 사용되어 버렸다) 딱딱한 소재로 구성되어 있다. 이 아주 작은 물질은 정전기와 충돌에 의해 결합해 작은 암석 행성을 만들어냈다. 각 궤도에는 중력의 끌어당김력으로 웨드 안의 모든 것을 끌어당겨 결국 큰 물체를 만든다. 그렇게 하면 수억 년이 지나 마침내 암석 행성이 되는 것이다. 이 모든 과정을 “응축”이라고 부른다.

달 생성=우리 지구를 돌고 있는 달은 아마도 화성의 크기와 같은 물체가 젊은 지구와 충돌해 지구 일부가 떨어져 생성된 것으로 추측된다. 그 물질이 지구 궤도를 돌면서 천천히 응축돼 지금의 달이 된 것이다.

약 1000만2000만 년 이상의 시간이 이 과정을 통해 태양계가 형성됐다. 태양계 중심부 궤도에는 암석질 행성이 있고 외부 궤도에는 큰 기체의 행성이 있으며 이 행성 안을 우주 공간의 파편(운석, 소행성, 혜성 등도 포함)이 여기저기 나눠 가는 태양계가 만들어졌다.