인간을 포함한 모든 생명체 탄생의 비밀을 간직한 우주. 그 광활한 우주에 대한 인간의 호기심은 인간의 탄생한 그 순간부터 계속돼왔다. 이를 연구하는 천문학 역사에 큰 획을 그은 인물이 있다. 바로 ‘그래도 지구는 돈다’란 말로 유명한 천문학자, 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642년)다. 올해는 갈릴레오가 망원경을 만들어 우주를 관찰한지 400년이 돼, 세계 천문의 해로 지정됐다.

망원경, 우주를 보는 눈

망원경의 기원은 덴마크의 천문학자 티코 브라헤(1546~1601년)에게서 시작된다. 티코는 스웨덴의 한 섬에 수많은 관측기기들로 가득한 연구실을 짓고 ‘별의 성’이란 뜻의 ‘스테르네보르그’라는 관측기기로 별의 폭발 등을 관측했다. 티코는 자신이 연구한 결과들을 책과 문서로 정리해 보급하며 천문기기 설계와 제작의 선구자로서 입지를 굳혔다.

그렇다면 최초의 망원경은 언제 발명됐을까? 망원경은 애초에는 천문관측의 목적이 아닌 군사장비 기기로써 발명됐다. 1568년 발발한 네덜란드와 에스파냐 간의 전쟁 중에 독일인 안경 제작자 한스 리퍼라이가 발명해 1608년 당시 네덜란드의 마우리츠 왕자에게 건네 준 망원경이 그것이다. 한스가 발명한 망원경은 렌즈 두 개를 통에 끼워 넣은 단순한 형태였지만 이는 후에 갈릴레오가 위대한 우주관측을 한 갈릴레오식 망원경의 기원이 된다.

갈릴레오는 1609년 당시 베네치아 파도바 대학교의 수학 교수로 근무하다가 한스의 망원경에 대한 소식을 접하고 망원경 연구에 착수하게 된다. 그는 곧 망원경 배율은 두 렌즈의 초점거리 비로 조절할 수 있다는 것을 알아내고 3배율 망원경부터 8배율, 20배율 그리고 30배율 망원경을 만들어낸다. 그 20배율과 30배율 망원경으로 갈릴레오는 달의 표면, 은하수, 목성의 위성 등을 관찰하고 그 결과를 정리해 ‘별세계의 보고’란 뜻의 『시데레우스 눈치우스』를 출판한다.

‘달의 표면은 결코 부드럽거나 매끈하지 않다. 지구의 표면같이 거칠고 울퉁불퉁하다. 어디에나 높은 산과 깊은 계곡이 있고, 나선 모양으로 생긴 것들로 가득하다.’

갈릴레오가 발명한 망원경은 티코의 제자 요하네스 케플러에 의해 좁은 시야 등의 단점이 개선된다. 이후 망원경은 많은 천문학자에 의해 발전을 거듭하며 현대사회에 들어와서는 지난 1990년 대기권 밖으로 발사된 허블 우주 망원경과 그에 이어 오는 2013년 발사될 예정인 제임스 웹 우주 망원경으로 발전되기에 이르렀다.

달, 화성, 그리고…

올해는 또한 아폴로 11호가 달에 착륙한 지 꼭 40주년이 되는 해이기도 하다. 제2차 세계대전이 끝난 뒤 미국과 구소련은 우주비행의 경쟁을 시작했다. 지난 1957년 구소련은 최초의 인공위성인 ‘스푸트니크’를 쏘아 올리는 데 성공했지만 그 뒤 개를 태운 위성이 지구로 돌아오는 도중 불타고, 달을 향해 쏘아올린 로켓 ‘루니크’가 달로 가지 않고 태양의 주위를 도는 인공행성이 되는 등 실패가 거듭됐다. 하지만 1959년 쏘아 올린 루니크 3호가 달의 주위를 돌아 처음으로 달의 뒷모습을 사진 촬영하는 데 성공했다. 1961년 유리 가가린이 탄 로켓이 최초로 유인 우주비행에 성공함으로서 우주경쟁은 구소련의 승리로 확정되는 듯 했다. 하지만 미국은 달에 인간을 착륙시키려는 계획을 포기하지 않았고 1969년 7월 16일 닐 암스트롱, 버즈 올드린, 마이클 콜린스를 태운 아폴로 11호를 발사해 최초의 인간의 달 착륙을 실현시켰다. 아폴로 11호는 발사된 지 8일 3시간 18분 뒤에 지구로 착륙해 여행을 마친다. 그 후로 달에 유인우주선이 다시 발사된 적은 없으며 우주비행의 역사는 화성을 착륙 탐사하고 그 외의 태양계의 다른 6개의 행성을 탐사하는 등 태양계 전체로 확장됐다.

앞으로의 40년, 400년을 기대하며

이처럼 세계 천문학계가 몇 백 년 동안 눈부신 발전을 거듭한 가운데 우리나라도 지난 8월 한국형 우주발사체 나로호(Korea Space Launch Vehicle, KSLV)를 쏘아 올리는 등 활발한 천문 연구와 시도를 계속하고 있다. 그 중에서도 우리대학교 천문우주학과는 세계적인 과학 잡지 『Nature』와 『Science』에 활발하게 논문을 게재하고 한국전파관측망(Korean VLBI Network, KVN)을 운영하는 등 우리나라 천문학계를 이끌고 있다. 갈릴레오의 망원경 발명과 관측 400주년, 달 착륙 40주년을 맞은 올해, 우리대학교와 우리나라, 나아가 전 세계의 천문학 연구의 미래를 기대해본다.

문해인 기자 fade_away@yonsei.ac.kr
그림 김진목