[미래인간학자 윤태경의 '미래와 인간'] ④‘인터스텔라’ 영화처럼 우주여행 해볼까? (2)
[미래인간학자 윤태경의 '미래와 인간'] ④‘인터스텔라’ 영화처럼 우주여행 해볼까? (2)
  • 윤태경 고문
  • 승인 2020.08.03 17:17
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윤태경 미래인간학자
윤태경 미래인간학자

 

〈가까운 이웃 별 다녀오는 데 16만 년 걸린다〉

무인 우주선이 명왕성까지 가는 데에만 9년 6개월, 태양풍이 미치는 거리인 헬리오포즈까지는 41년 걸렸다. 무인이라 이 정도지 유인이라면 더 걸린다. 육체를 가진 인간의 한계를 우주선 속에서 모두 극복했다고 가정을 해보자. 만약 35세 우주비행사가 헬리오포즈에 도착하면 76세가 된다. 아무것도 않하고 곧장 다시 지구로 돌아오면 117세다. 우주비행사는 지구귀환 도중 사망할 것이다. 우주 비행이 가능하다고 가정해도 인간의 물리적 수명한계를 벗어난다. 현실은 육체를 가진 인간은 80년 이상 기간을 우주선에서 보낼 수가 없다. 무사 귀환하더라도 지구에서 적응하기 어렵다.

 

태양계와 가장 가까운 별은 ‘알파 센타우리’(α Centauri)다. 4.3광년 거리에 있으니 40조km 이상 태양계와 떨어져 있다. 인간이 만든 가장 빠른 우주선(초속 20km, 시속 7만2천km)으로 가더라도 6만5천 년 이상 걸린다. 우리 은하에서만 이런 별이 3천억 개 이상 있다. 그런데 인류의 우주 비행능력으로는 우리와 가장 가까운 하나의 별에도 가볼 수가 없다. 보이저 1호가 43년 동안 쉬지 않고 비행한 거리가 225억km다.

 

태양계와 가장 가까운 별인 ‘알파 센타우리’까지는 40조km가 넘는다. 보이저 1호가 간 거리는 이 거리의 1800분의 1 정도밖에 안 된다. 사람이 타지 않은 무인 우주선이 비행한 거리다. 유인 우주선은 향후 수백 년이 지나도 이 별에 도착하는 것조차 불가능할 것이다. 지구로 귀환하는 것은 더더욱 불가능할 것이다.

1시 방향으로 ‘알파 센타우리(α Centauri)’ 가 보인다. NASA 제공
1시 방향으로 ‘알파 센타우리(α Centauri)’ 가 보인다. NASA 제공

보이저 1호가 지금까지의 비행 속도로 ‘알파 센타우리’에 도달하려면 80,000년 넘게 걸린다. 되돌아오는 기간까지 합하면 16만 년이 넘는다. 이웃집 별나라 한번 다녀오니 지구가 개벽을 몇 번씩 했다. 현재의 호모 사피엔스 인류는 멸종하고 새로운 인종이 지구 주인이 되었을 수도 있는 기간이다. 이런 별이 우리 은하에만 3천억 개가 넘고, 이웃집 은하인 안드로메다은하에는 1조 개가 넘는다.

 

<광속 여행 한 번에 태양 하나가 사라진다>

우주를 여행하려면 최소한 빛의 속도는 되어야 한다. 빛의 1초간 속도는 30만km다. 지구를 7곱 바퀴 반을 도는 속도다. 물질계에서 빛보다 빠른 것은 없다. 우주선을 빛의 속도로 올리려면 어마어마한 에너지가 필요하다. 전문가들은 광속은커녕 광속의 20% 이상의 속도를 내는 것도 불가능하다고 추정한다.

 

물질세계에서 상대성 원리가 작동하는 한, 무한대의 에너지 소요 등으로 우주여행은 원천적으로 불가능하다. 우주선이 광속으로 속도를 내기 위해선 태양 하나의 에너지를 다 써야 한다. 쉽게 말해서 우주선이 광속으로 여행 한번 하면 우리 태양이 없어진다는 우스꽝스러운 결론에 이른다.

 

태양이 1초간 내뿜는 에너지만으로도 70억 인류가 100만 년간 에너지 걱정 없이 살 수 있다. 그런 태양의 수명은 수십 억년이다, 그러면 인간이 광속으로 여행을 하려면 도대체 얼마만큼의 에너지가 필요한 것인가. 상상도 안 된다. 에너지 문제만 보더라도 인간의 광속 우주여행은 꿈도 꾸지 말라는 거다.

 

코로나 질량 방출 (Coronal mass ejection, CME) 하는 태양의 모습. 태양풍 폭발 현상이다 (출처: 위키피디아)
코로나 질량 방출 (Coronal mass ejection, CME) 하는 태양의 모습. 태양풍 폭발 현상이다 (출처: 위키피디아)

광속은 빛의 속도니까 빠른 듯 보여도 우주 속에서 광속은 달팽이가 가는 것보다 느리다. 우리와 가장 가까운 별에 간다 해도 광속으로 4.3년을 가야 한다. 우주는 기본적으로 몇백 광년이다. 보통은 수천 광년이고 조금 먼 거리는 수억 광년이다. 기본 단위가 인간 세상 단위와 차원이 다르다. 그래서 엄청나게 큰 숫자를 두고 우리는 천문학적인 숫자라고 부른다.

 

<태양계 밖 우주여행은 불가능하다>

에너지 문제 이외에도 육체를 가진 인간은 광속으로 여행할 수가 없다. 빛의 속도로 우주선을 가속하면 우주선 안에 있는 사람들은 다 죽는다. 지구 중력의 10배 정도인 10G 가속도로 빛의 속도에 도달하려면 1개월 이상 가속해야 한다. 빛의 속도가 될 때까지 가속하면 사람은 죽는다.

아주 잘 훈련받은 우주비행사라면 지구 중력의 10배 정도를 몇 초간은 견딜 수 있다고 한다. 그 몇 초를 넘어서면 아무리 숙련된 우주비행사라도 죽는다. 그런데 한 달을 어찌 견딜 것인가? 육체를 가진 인간의 근본적 한계이다.

우주선 발사장면 (PEXELS 제공)
우주선 발사장면 (PEXELS 제공)

에너지 문제도 해결되고 사람도 죽지 않고 비행을 한다고 가정해보자. 지구 중력 10배 정도인 10G로 가속하면 몸이 최대한 뒤로 제쳐진다. 급가속하는 자동차에서 몸이 뒤로 제쳐지는 경우를 보면 쉽게 이해될 것이다. 이 상태로 한 달을 버텨야 겨우 빛의 속도에 도달한다. 이런 상태로 4.3광년 떨어진 알파 센타우리까지 4.3년을 날아가야 도착한다.

 

도착해서도 갑자기 우주선을 세우면 안 된다. 10G의 가속도로 세우면 어찌 되겠는가. 우주선 밖으로 튕겨 나갈 것이다. 가속할 때처럼 감속하는데도 한 달이 필요하다. 죽을 고비를(이미 인간은 죽고 없지만 살았다고 가정했으니) 넘기면 가장 가까운 별에 겨우 도착한다. 지구로 돌아올 때도 똑같은 과정을 다시 밟아야 한다.

수백 수천 년 걸려 과학기술이 발달한다고 해도 에너지 문제도 해결이 어려울 뿐만 아니라 인간이 육체를 가지고 있는 한, 태양계를 벗어나 다른 행성으로의 우주여행은 원천적으로 불가능하다.

 


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