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지구(the Earth)는 태양계 행성 중 가장 특이점을 가진 천체이다. 둘레는 40.075km이고, 태양으로 부터 거리는 1AU(1억 4,959만 8,023km)이다. 공전 주기는 365.25641일(지구의 1년) 자전 주기는 23시간 56분 4.1초(0.99726968일)이며 대기압는 101.325kPa이다. 대기 조성은 질소 78.08%로  가장 많이 차지하며 산소 20.95%,  아르곤 0.93%, 이산화탄소 0.038%로 구성되어 있다. 평균 온도는 288K(섭씨 15도)이며 최고 온도는 330K(섭씨 57), 최저 온도는 184K(섭씨 -89도)이다. 지구는 우리 은하의 오리온자리 나선팔에 위치 하는 태양계 구성 행성 중 하나이다. 태양 궤도로 부터 3번째에 위치하며, 현재까지 생명체가 존재하는 유일한 천제이다. 지구는 현재 태양계의 지구형 행성 중 가장 크고 무거운 천체이다.  생명체가 유일하게 자생할 수 있는 이유는 액체상태의 물과 대기층이 존재하기 때문으로, 이는 현재까지 발견된 생물체는 탄소 유기화합물이기 때문이다. 이 탄소유기화합물은 물과 대기층, 이 두 조건이 없으면 만들어지지 않는다. 다른 지구형 행성과 외계 행성들에서도 지구처럼 탄소유기화합물을이 생존할 수 있는 완벽한 환경을 찾기는 힘든 것으로 알려져 있다. 지구는 우주에서 봤을 때 푸른색의 바다, 녹색의 산과 갈색의 흙에 흰색의 구름이 조화를 이루고 있는 아름다운 행성으로 알려져 있다. 그렇다면 지구의 하늘은 왜 파란 것일까? 그 이유는 지구의 대기가 태양 빛 중에서 단파장인 푸른빛을 산란시키기 때문이다. 태양 빛은 여러 파장으로 나눌 수 있으며 그 중 한 부분이 우리가 볼 수 있는 '가시광선'이다. 가시광선은 우리가 흔히 무지개 색이라고 부르는 '빨주노초파남보'로 나뉘어 진다. 빨간색으로 갈 수록 상대적으로 파장이 길며, 파란색, 남색, 보라색으로 갈수록 단파장이다. 이 때 대기는 상대적으로 단파장인 푸른색의 빛을 많이 산란시키고, 우리의 눈에는 푸른색이 비쳐 하늘이 파랗게 보이는 것으로 밝혀졌다. 지구의 나이는 약 46억 년이며 약 35억 년 전 비로소 지구에 원시 생명이 탄생하였다고 알려져 있다. 그리고 지구는 매우 커다란 자석으로 알려져 있다. 지구의 양 극(남, 북)을 기점으로 자기장의 북극과 자기장의 남글을 중심으로 북극과 남극으로 자기력선이 향하는 것을 알 수 잇다. 이는 마치 막대자석 주변에 철가루를 뿌리면 양끝을 중심으로 나비 모양으로 자기력선을 만들어내는 것과 유사하다. 자기장은 또한 정전기에 의하여 대전된 물체들을 밀어내기도 한다. 실제로도 지구로 향하는 대전 된 입자들(이온과 전자)은 지구자기장에 의해 밀려나고 있다. 

금성(Venus)은 태양계 내행성이자 지구형 행성이다. 흔히 한국에서는 '샛별'이라고 한다. 평균 지름이 12,103.7km에 달하고 공전 주기는 224.701일, 자전 주기는 243.025일로 특이하게도 자전 주기가 공전 주기에 비해 긴 행성이다. 그리고 방향 역시 역반향으로 자전한다. 그렇기 때문에 금성에서는 지구와 반대로 해가 서쪽에서 뜬다. 대기 조성은 96.5%가 이산화탄소로 이루어져 있어 망원경으로 표면을 보는 것은 불가능 하다. 금성의 전체적인 지형을 보면 남쪽과 북쪽 부분은 상당한 차이가 있는 것으로 알려져 있다. 북쪽의 지역은 구덩이가 거의 없는 고원지대로 산들이 많고, 남쪽지역은 상대적으로 평평한 구덩이들이 많다고 한다. 금성의 내부 구조는 아직 잘 알려지지 않았다. 현재 알려진 바로는, 반지름이 6,052km(지구의 0.95배), 질량은 4.82x1024kg(지구의 0.82배), 밀도는 5,240kg/m3(지구의 0.95배)라고 한다. 이는 지구와 매우 비슷한 수치로, 이를 바탕으로 금성의 내부구조는 지구와 비슷하다고 가정하고 있다. 즉, 금성은 암석의 지각(금성 착륙선이 확인함), 맨틀, 금속핵(부분적 용융상태)으로 이루어졌다고 추측할 수 있다. 이러한 추측은 파장이 긴 전파를 이용해 관측하고 있기에 가능하다. 그리고 그 외 대기 성분으로는 질소, 이산화황, 아르곤, 수증기, 일산화탄소로 구성되어 있다. 금성의 평균 온도는 730켈빈(섭씨 457도)이며 최고 온도는 773K(섭씨 500도), 최저 온도는 228K(섭씨 온도 -45도)이다. 겉보기 등급은 -2.98~ -4.92정도 이다. 금성 역시 위성을 가지고 있지 않은 행성이다. 지구에서 관측할 수 있는 행성 중 3번째로 밝다. 첫 번째는 태양, 두 번째는 달이므로 그 외의 '별' 중에서는 가장 밝은 천체이다. 색깔은 밝은 노란색으로 매우 화려하여 '비너스', '루시퍼' 등의 아름다운 신들을 본 딴 이름을 가지고 있다. 이는 금성의 태양빛 반사율이 약 70%로 태양계의 모든 천체 중 가장 높은 것이다. 금성의 공전 궤도는 지구보다 작아 지구에서 볼 때 태양을 따라 다니는 것으로 보인다. 때문에 해 뜨기 진 적, 진 직후에 잠시 동안만 관찰 할 수 있다.  지구 온난화를 언급할 때 가장 자주 등장되는 것이 바로 금성이다. 실제로 '온실효과'의 표본이기 때문이다. 앞에서 밝혔듯 대기의 대부분이 이산화탄소로 엄청난 온실효과로 지표면 온도가 매우 높으며 대류권이 지표에서 80km까지 존재하여 엄청난 힘의 대류운동이 일어난다. 하여 평균 풍속이 360m/s에 달한다. 비교 해보자면 지구에서 강력하여 많은 피해를 입혔던 태풍'매미'의 풍속이 50m/s였다. 그의 7배 이상에 달하는 풍속이다. 

수성의 기원에 대해 알아보면 크기가 비슷한 달에 비해 상당히 높은 밀도를 가졌다는 점에 주목할 필요가 있다. 이는 중심부에 밀도가 높은 핵이 존재함을 보여준다.수성의 핵은 전체 지름의 85%를 차지한다. 1987년에 시행된 컴퓨터 시뮬레이션을 통해,수성은 형성 초기에 커다란 미행성과 충돌했던 것으로 추정되고 있다. 이 설에 의하면 충돌로 외부의 가벼운 물질들은 대부분 우주 공간으로 날아가고 중심부의 철과 니켈이 남게 된다. 이 결과 행성의 평균밀도가 크게 증가하면서 지금의 수성이 되었다고 추측하고 있다. 수성[Mercury]은 내행성이자 지구형 행성으로 평균지름 4879.4km이며 태양 기준 거리가 0.387098AU(약 5806만 4700km)이다. 태양계 행성들 중 태양에서 가장 가까운 위치에 있으며, 태양계의 행성 중 크기가 가장 작다. 수성과 태양사이의 거리는 태양 지름의 약 41일 배 정도로 매우 멀다. 태양에 가깝기 때문에 한밤중에 ㅗ이는 일은 없고 초저녁의 서쪽 하늘에서나 새벽의 동쪽 하늘에서만 잠깐 동안만 보인다. 고대 그리스에서는 저녁에 보일 때에는 헤르메스, 새벽에 보일 때에는 아폴로라고 하여 2개의 다른 별로 간주한 적도 있다. 한국과 중군애서는 '진성'이라고 불렀다.  수성의 공전주기는 87.9691이며 자전주기는 58.646일이다.수성을 이루고 있는 주된 구성 성분은 철로 약 64.13%를 차지하고, 그다음은 니켈이며 지구의 2배 정도의 양이다. 뿐만 아니라 모든 원소들이 고루 존재하지만 수소는 지구의 약 1% 수준으로 매우희박하며 산소 역시 지구의 2/3정도이다. 이 행성의 대기는 매우 소량의 원자들만 존재하는 것으로 추정된다. 가급적 molecule( 분자)상태를 유지하려고 하는 산소가 atom(원자) 상태로 존재하는 것은, 다른 산소 원자와 마주칠 확률이 거의 없기 때문으로 추측되어진다. 실제로 수성의 대기 중에 포함된 원자가 서로 부딪힐 확률보다 원자가 지표면에 부딪힐 확률이 몇 배쯤 높을 정도로, 우주 공간보다 약간 많은 정도의 희박한 대기만이 존재한다. 대기가 희박하기 때문에 수성 표면에는 수많은 운석이 충돌한 충돌구(크레이터)들이 거의 침식되지 않고 남아있어 달의 표면과 매우 흡사한 모습을 하고 있다. 사진만으로는 달과 수성의 구별이 어려울 정도이다. 희박한 대기로 인하여 낮과 밤의 온도 차이가 매우 크며, 위성이 없는 행성으로 알려져 있다. 또한 수성의 중력은 매우 약하여 대기 분자들을 오래 붙잡아두지 못한다. 이것이 수성의 대기가 희박한 이유이다. 따라서 온실효과라던지 열평형이 이뤄지지 않는다.  수성은 다른 지구형행성들과 비슷하게 핵, 맨틀, 지각을 가지고 있다. 그리고 밀도도 행성들 중 두 번째로 높다

북두칠성에 대해 많이 들어보았을 것이다. 수많은 신화와 전래동화 등에서 접했던 북두칠성. 7개의 별을 연결하면 국자 모양이 된다고 배웠던 기억이 있을 것이다. 북두칠성은 북반구에서 볼 수 있는 북쪽 하늘에 떠있는 성군이다.  머리에 해당되는 앞의 4개를 묶어 괴(魁), 손잡이 부분에 해당하는 뒤의 3개를 묶어 표(杓)라고 하고, 다 합쳐 두(斗)라고 부른다. 또한, 영어로는 국자 머리부터 순서대로 두베(Dubhe), 메라크(Merak), 페크다(Phecda), 메그레즈(Megrez), 알리오츠(Alioth), 미자르(Mizar), 국자 손잡이 끝부분인 알카이드(Alkaid)라고 한다. 한국과 중국에서는 국자 머리부터 천추(天樞)·천선(天璇)·천기(天璣)·천권(天權)·옥형(玉衡)·개양(開陽)·요광(搖光)이라고 칭한다.북두칠성은 가장 찾기 쉽고 유명한 별자리로, 밝은 7개의 별이 국자 모양으로 늘어서 있는 모양이다. 한 편, 북두칠성은 별자리 보기 즉, 천문 관측에 취미를 들이기 위해 처음 도전하는 3대 별자리 중 하나이다. 이것만 찾으면 북쪽을 찾을 수 있어서 나침반  없이 길을 찾을 때 유용하다. 국자의 머리 부분의 두 별인 메라크와 두베, 사진의 탐랑성과 거문성을 이어서 국자의 윗방향으로 5배 정도 연장하면 북극성을 찾을 수 있으며, 북두칠성 끝의 두 별은 지극성이라고 불리기도 한다. 또한 이 두 별을 잘 활용하면 현재 시각을 알 수 있는데, 그 방법은 다음과 같다. 첫째로, 북극성을 중심으로 북두칠성의 끝 별 두개가 시계의 시침이라 생각하고 시각을 구한다. 둘째로는 현재 날짜를 확인한다. 3월 6일로부터 오늘이 몇 달 지났는지 계산한다. 마지막으로 현재 시각 = (24 혹은 48) - (북두칠성 시각 + 3월 6일로부터 지난 달 수) * 2로 계산한다. 이때 북두칠성 시각에도 2를 곱하는 이유는 무엇일까? 바로 별이 시계와는 달리 북극성을 한 바퀴 도는 데 24시간이 걸리기 때문이다. 실제로 과거 항해가들은 이러한 방법으로 시각을 구했다고 한다. 큰곰자리에 위치한 별 13개를 중심으로 하늘 여기저기에 퍼진 별들의 그룹인데, 이들은 과거에 동일한 성운에서 탄생한 산개성단의 구성원들이었다고 추정되고 있다. 현재는 별의 밀도가 너무 느슨해졌기 때문에 성단으로 보기에는 무리가 있다. 밝은 별이 어쩌다 우연히 7개가 모였다고 생각할 수 있다. 하지만, 북두칠성은 사실 천문학적으로도 매우 의미 있는 천체이다. 북두칠성의 양 끝별, 즉 알파성과 에타성을 제외한 나머지 별들은 모두 비슷한 방향으로 운동하는 큰곰자리 운동성단의 구성원이기 때문이다.하지만 성단에서 가장 가까운 항성 그룹임은 확실하다. 한때 태양과  시리우스도 이 그룹의 일원이라는 주장이 있었으나 현재는 나이 차이로 인해 기각된 상태이다. 북두칠성의 옆에는 작은 별이 있다. 그리고 시력이 좋은 사람은 맑은 날에 볼 수 있기 때문에 고대 로마에서는 병사의 시력 테스트에 사용했다는 기록을 찾을 수 있다. 그러나, 요즘에 북두칠성을 보려면 빛이 전혀 없는 시골로 나가야만 할 것이다. 

당신은 'N=N* x fp x ne x fl x fi x fc x L' 이 복잡한 방정식을 본 적이 있는가? 아마 대부분 없을 것이다. 이 방정식은 바로 '드레이크 방정식'이다. 그럼 드레이크 방정식은 들어본 적 있는가? 아마 외계인에 대해서 호기심이 있는 지식인이라면 들어봤을 것이다. 미국의 천문학자이며, 세티(SETI) 연구소의 소장인 드레이크(F.Drake)는 우리 은하 내에 우리와 교신할 수 있는 외계 생명체의 수를 계산하는 방정식을 고안하였다. 총 7개의 항으로 되어 있는데, 앞의 세 항은 천문학적 계수로 외계 생명체에 대해 천문학적인 접근으로 계수를 결정하며, 나머지의 두 개는 생물학적 계수, 마지막 두 개는 사회학적 계수이다. 여기서 은하계 내에서 전파를 사용하여 교신할 수 있는 고도 기술 문명의 수는 7가지 항목을 모두 곱하면 된다. 주어진 방정식에서 각각의 인수들을 정리하면 다음과 같다. N = 우리은하 내에 존재하는 인간과 교신이 가능한 문명의 수, N* = 은하 안에 있는 항성들의 총 수(또는 별들이 생성되는 비율), fp = 항성이 항성계를 가지고 있을 확률, ne = 항성에 속한 행성 중 생명체가 살 수 있는 행성의 수, fl = 그 행성에서 생명체가 발생할 확률, fi = 발생한 생명이 지적인 생물체로 진화할 확률, fc = 그러한 지적인 생명체가 탐지할 수 있는 신호를 보낼 수 있을 정도로 발전할 확률, L =위의 모든 조건을 만족하는 생명체가 존재할 수 있는 기간. 정확히는 교신 기술을 유지하는 시간이다. 신호 발신 기술을 얻었다가 에너지 고갈 등으로 종족 자체는 살아남았으나 문명이 퇴보할 수도 있다. 원래 이 드레이크 방정식은 단순히 SETI프로그램의 일환으로 고안된 식이었다. 그러나 그 이후 칼 세이건과  드레이크를 비롯한 동료 과학자들의 토론 중에 흥미로운 점이 발견되었다. 우선 각각의 값들은 대체로 추정이 가능했는데 마지막의 L을 제외한 나머지 값들을 모두 곱한 값이 1에 가깝게 나온 것을 발견했다. 한마디로, 우리 은하 내의 교신 가능한 외계 문명의 수 = 문명의 평균 수명이라는 것이다. 쉽게 말하자면, 생명이 살 수 있는 지구형 행성들에서 거의 늘 생명이 발생한다고 보고 그 값을 ‘비관적으로’ 잡는다면 우리 은하에는 대략 1천 개의 문명이 흩어져 있을 것이란 얘기다. 그 문명들은 신속하게 소멸하기 때문에 두 문명이 동시에 활동할 수 없고,  문명들 사이의 거리는 수천 광년(LY)이다. 다시 말하자면, 우주에서 많은 외계인들이 발견될수록 우리의 기대수명도 높다는 것이고 아무도 발견되지 않는다면 우리 문명의 앞날도 어둡다는 것을 뜻하는 것이다. 따라서 많은 과학자들은 우리의 앞날이 밝다는 근거를 찾기 위해서라도 외계 문명 탐지에 열을 올리고 있다. 드레이크는 생명이 발생할 수 있는 행성이라면 거의 필연적으로 실제로 발생하며, 신호를 보낼 정도로 지적인 생명체가 발생한다고 주장했다. 그러나 현재 연구 데이터를 반영하면 0.08이 나오고 있으며, 학자에 따라서는우리와 같은 존재가 살고 있을 가능성은 지구가 유일하다고 주장하고 있다. 드레이크는 생명이 발생할 수 있는 행성이라면 거의 필연적으로 실제로 발생하며, 신호를 보낼 정도로 지적인 생명체가 발생한다고 보았다. 즉, fl, fi, fc의 값이 모두 1에 충분히 가까워 N에 크게 영향을 미치지 않는다고 생각한 것이다. 그러나 외계 문명 발견이 계속 실패하면서  L값을 제외한 앞의 값들이 예상보다 훨씬 작은 것이 아니냐는 주장들이이 나오고 있다. 이와 관련되는 것이 바로 희귀한 지구 가설인데, 생명체가 살 수 있는 행성의 수든 지적 생명체가 진화할 확률이든 드레이크의 초기 추정보다 훨씬 낮다는 것이다. 물론 수치를 알 수 없는 변수가 많으므로 어떤 추정이 옳은지는 알 수 있는 방법이 없다.한 편, 2012년에 나온 드레이크 방정식의 값은 2.3이다. 물론 이 드레이크 방정식(Drake Equation)은 수학적으로 엄밀한 공식은 아니다. 다만 우리가 존재를 확인할 수 있는 외계 문명의 수를 유추할 때, 어떤 것을 고민해야 하는지를 잘 알려주는 일종의 외계 문명 사냥 가이드라인이라고 볼 수 있다. 하지만 우리 은하에서 태어나는 별의 개수, 또 그 별 주변에 행성이 있을 확률 정도를 제외하고는 나머지 변수들은 우리가 아직은 영원히 파악할 수 없는 미지수이다. 그래서 얼핏 보면 드레이크 방정식은 외계 문명을 찾을 힌트를 주는 것 같은 설렘을 주지만, 따지고 보면 현실감 떨어지는 다소 공상과학적인 요소가 많다고 볼 수 있다. 

핼리혜성에 대해서 들어본 사람들이 많을 것이다. 아마 이름이 붙여진 혜성 중 유일하게 기억하는 혜성이며, 그 주기와 다음 접근 시기를 예측한 에드먼드 핼리의 이름을 땄다. 약 75.3년을 주기로 지구에 접근하는 단주기 혜성으로 맨눈으로 관측 가능 유일한 단주기 혜성이다. 더 밝은 혜성들도 있지만 이들 혜성은 평생 살면서 한번 볼까말까한 장주기 혜성들에 해당한다. 지구에 약 75.3년을 주기로 타원에 가까운 궤도를 그리며 되돌아 오는 혜왕성족 주기의 혜성이다. 표면적으로 76년이라는 주기가 긴 것처럼 느껴지지만, 혜성 중에는 주기가 몇 천년인 것이 매우 많기 때문에 상대적으로 매우 짧은 편이다. 물론 주기가 짧은 다른 혜성들도 있지만, 대부분 어두워 눈으로 관측이 힘들다. 핼리 혜성이 겉으로 보기에는 저렇게 크게 보여도 핵은 10km도 안되며 코마와 꼬리의 가스 밀도는 엄청나게 낮다. 밀도가 낮은 대신 먼지가 많이 들어 있고 이온입자들이 태양풍과 상호작용을 해서 은근히 진하게 보이는 것이다. 이는 다른 혜성들도 마찬가지이다.  멀어질 때는 태양으로부터 약 35AU 정도까지 멀어지는데, 이는 태양에서 명왕성까지의 평균거리보다 작다. 핼리혜성은 일반인 사이에서 가장 유명한 혜성 중 하나인데, 그 이유는 비교적 주기가 짧은 것 중에서 망원경과 같은 도구 없이 맨눈으로 볼 수 있는 유일한 혜성이기 때문이다. 이러한 핼리혜성이 가장 최근에 근일점을 지난 것은 1986년도이기 때문에 다시 핼리 혜성을 보려면 2061년이 될 것이다.  에드먼드 핼리(천문학자)(1656~1742)는 옛날 자료를 살펴본 결과 일정한 시간 간격으로 나타난 ( 1456년, 1531년, 1607년, 1682년)혜성의 궤도가 거의 일치하는 것에 주목하여, 이들 혜성이 동일한 천체이며 다가오는 1758~1759년에 다시 돌아오리라고 예측했다. 물론 당시에는 헛소리한다며 무시하는 의견도 많았다. 핼리 자신은 직접 확인하지 못하지만, 후세 사람들은 돌아온 혜성을 확인했다. 이로써, 핼리 혜성의 존재와 주기가 밝혀지게 되었고 1759년 실제로 핼리가 예측한 대로 혜성이 나타나서야, 사람들은 그를 기리며 핼리 혜성이라고 칭했다. 핼리는 이 외에도 천문학자로서 여러 업적을 남겼으나 이 혜성 발견자로만 너무 알려져서 다른 건 묻혔다. 참고로 과학자 및 천문학자로 유명한 선배 아이작 뉴턴을 찾아가 여러 과학 연구를 보여줘서 인정받기도 했던 비범한 인물이었다. 특히 뉴턴의 최대 업적인 프린키피아가 출판되기 위해 지속적으로 노력했다. 한 편, 1910년에는 핼리 혜성이 지구로부터 상당히 가까이 와서 관측 조건이 좋지만, 1986년의 관측조건은 상당히 안 좋았는데, 혜성이 태양에 가려져 잘 안 보이게 되는 위치였는 데다가 1910년보다 근일점의 위치가 훨씬 태양과 멀어 가장 밝게 보일 때의 실시 등급이 고작 +2.1 등급밖에 되지 않았다. 혜성이 태양 근처에 있을 때만 보인다는 점을 감안했을 때 도심에서는 거의 관측이 불가능했다. 다음 지구 접근 시기는 2061년 여름이 될 것으로 예측된다. 

천문학에 관심이 있는 사람들이라면, 화이트홀에 대하여 들어보았을 것이다. 화이트홀(white hole)이란, 엄연히 물리학적·수학적 근원을 가진 천체물리학적 개념으로서, 최근 화이트홀 연구가 진지하게 진행 중이다. 화이트홀을 연구하다보면 그동안 물리학자들의 난제였던 암흑물질과 빅뱅에 관련된 의문점을 말끔하게 해소할 수도 있다고 전망한다. 화이트홀(white hole)은 엄연히 물리학적·수학적 근원을 가진 천체물리학적 개념이며 공상과학소설·영화에만 존재하는 허구적 개념으로만 치부할 수 없다. 다만 아직 그 존재를 증명하지 못했을 뿐이다. 최근 화이트홀 연구가 진지하게 진행되고 있으며 화이트홀을 연구하다보면 그동안 물리학자들의 골머리를 썩여온 암흑물질과 빅뱅에 관련된 의문점을 말끔하게 해소할 수도 있다고 한다. 화이트홀의 기원도 블랙홀처럼 아인슈타인의 일방상대성이론이라고 알려져있다. 이론의 복잡한 수식들이 어떤 해(解)는 화이트 홀을, 그리고 어떤 해는 블랙홀을 만든다는 것이 밝혀졌다. 이러한 근거로, 이 둘은 수학적으로는 존재할 확률이 같다. 게다가 블랙홀과 화이트홀은 이름이 말해주듯이 밀접하게 관련이 있다. NASA의 천체물리학자들은 화이트홀을 ‘블랙홀의 시간 역전’이라고 칭해왔다. 한마디로, 블랙홀이 담긴 장면을 되감기하면 화이트홀을 얻을 수 있다는 것이다. 그 반대도 역시나 마찬가지이다. 그렇다면 이것이 의미하는 바는 무엇일까? 화이트홀은 단순히 블랙홀 끝의 반대편에 존재하며, 웜홀이라 부르는 이론적인 시공간 터널에 연결되어 있다고 추정한다. 그래서 블랙홀로 빠진 모든 물질과 에너지는 결국 이 우주 혹은 다른 우주의 화이트홀로 발사된다는 것이다. 그렇다고 해서 지금 당장 먼 곳으로 여행 갈 생각에 블랙홀로 뛰어들지는 말아야 할 것이다. 아마 엄청난 중력에 우리와 우리의 짐 가방이 짓이겨져 부서진 채로 반대편의 화이트홀로 나오게 될 수도 있다. 한 편, 천체 물리학자 에스겔 트라이스터(Ezequiel Treister)는 2011년 NASA 채팅에서 “우리는 빅뱅을 가장 큰 화이트홀로 생각할 수 있다”라고 주장했다. 왜냐하면 빅뱅의 생성과 화이트홀의 복사를 다루기 위한 수학은 매우 비슷한 면이 있기 때문이다. 물론 두 현상의 근원에 대해서는 아직도 제대로 알 수 없다. 무엇이 빅뱅을 일으켰고, 빅뱅 이전에 무엇이 있었는지 상상하기란 매우 어렵다. 또 한, 블랙홀의 탄생은 확실하게 이해할 수 있는데 비해 화이트홀의 탄생은 대부분 알지 못한다. 뿐만 아니라, 아인슈타인의 방정식은 화이트홀의 존재 가능성에 대해서만 설명할 수 있을 뿐, 어떻게 생겨났는지에 대한 답을 주지 못한다. 물론 많은 물리학자들이 화이트홀과 빅뱅이 하나이며 같은 것임을 주장할 만한 둘의 유사점들은 충분히 많다. “정의에 따르면, 화이트홀은 저절로 생겨날 수 없다. 그래서 유일하게 만들어질 수 있는 방법은 우주와 같이 생겨나는 것이다.”라고 말한 트라이스터처럼, 우리와 나머지 우주는 138억년 전 화이트홀이 바깥으로 방출한 물질의 일부일지도 모른다.

백야현상에서 들어본 적이 있는가? 백야현상은 위도 66.56° 이상의 고위도 지방에서 한여름에 태양이 지평선 아래로 내려가지 않는 현상을 뜻한다. 한마디로, 자정에 밤이어야 하는데 낮이 계속되는 현상이다. 북극권에서는 여름(하지) 무렵, 남극권에서는 겨울(동지) 무렵 일어난다. 양 극점에서는 6개월 동안 지속된다. 그러니까 북극점에서는 춘분(봄)부터추분(가을)까지는 계속 낮, 추분부터 다음 해 춘분까지는 계속 밤인 것이다. 이는 지구의 자전축이 공전궤도로부터 23.5˚ 가량 기울었으므로 북반구/남반구의 위도가 66.5˚ 이상인 극권(極圈)에서는, (역시 위도에 따라 기간이 다르긴 하지만,) 백야를 볼 수 있다. 예를 들어 노르웨이의 스발바르 지역은 노르카프보다 더 북쪽에 위치한 이유로 여름철(하지) 동안 지평선 아래로 태양이 전혀 지지 않고 높이도 변화되는 일이 별로 없다. 이렇게 노르카프 지역에서는 지평선 아래로 태양이 내려가지 않아도 남쪽으로 갈수록 높이가 점점 올라가고, 북쪽으로 갈수록 점점 높이가 가장 낮아지는 절정을 관측할 수 있게 된다. 한편, 핀란드 헬싱키에서도 여름철마다 하루 종일 어두워지지 않으며, 태양이 밤 22시 30분쯤에 졌다가 새벽 03시쯤에 태양이 다시 뜨는 백야 현상을 볼 수 있다. 또 한, 솜마뢰위섬은 북위 69.6도로, 11월부터 1월까지는 어둠 속에서 보내는 대신 5월 18일부터 7월 26일까지 24시간 내내 밝은 하늘 아래 생활하게 된다. 남반구 지역은 태양이 동쪽에서 떠서 북쪽을 지나 서쪽으로 가는데 남반구의 백야의 경우 자정 무렵 태양이 남쪽에 있다가 다시 동쪽으로 돌아온다. 북반구 중에서 가장 북쪽에 위치하고 있는 국가에서는 여름의 경우 한동안 태양이 지평선으로 지지 않거나 아직도 밝은 현상이 빈번하게 일어난다. 노르웨이와 스웨덴을 비롯해 아이슬란드, 캐나다 북부, 미국 알래스카, 러시아 북부, 핀란드 등이 대표적이다. 이 밖에 남반구에서는 남극 지역이 여름일 경우도 마찬가지이다. 그렇다면 백야에 사람들은 어떻게 생활을 하고 있을까? 일반적으로 백야에는 하루 종일 해가 떠 있으니 일평균 기온이 높을 것이라고 착각할 수 있다. 그러나 백야가 발생하는 지역은 고위도이기 때문에 한여름에도 태양의 고도가 높지 않으므로, (즉 해가 높게 뜨지 않으므로) 태양에서 받는 에너지 총량이 많지 않다. 그렇게 때문에 일평균 기온도 높지 않게 된다. 한마디로 하루 종일 아침 햇살이나 저녁노을 정도로만 햇볕이 비친다고 생각하면 된다. 이러한 지역은 계속되는 햇빛으로 한여름에 잠을 제대로 잘 수 없기 때문에 암막 커튼을 달아놓거나 아예 햇빛차단용 덧문을 창에 설치한다. 반대로 한겨울에는 극야때문에 햇빛을 잘 볼 수 없어 우울증에 걸리기 쉽다고 한다. 그래서 인공 햇빛을 쬐는 태닝샵이 성행하고 있다. 덧붙여서, 북유럽지역이 여름에 백야현상이 일어나는 동안 그 반대편인 남반구에는 극야 현상이 일어난다. 극야 현상이란 백야현상과 반대되는 현상으로써 겨울철에 해가 뜨지 않고 밤이 지속되는 것을 뜻한다. 

초신성은 신성보다 더 많은 에너지를 내뿜는 별의 폭발을 의미한다. 초신성은 사실 별이 죽어가는 모습이지만 우리가 보기에는 한동안 새로운 별이 나타난 것처럼 보이기 때문에 초신성이라고 불린다. 우리나라에서는 잠시 머물렀다 사라진다는 의미로 객성(客星, 손님별)이라고 불렸다. 초신성이 발생할 때 나오는 에너지는 은하를 구성하는 별 수천억 개를 모두 합친 것과 맞먹는 밝기이다. 우리가 관측할 수 있는 이 밝기조차도 초신성이 내놓는 실제 에너지에서 고작 1%에 불과하다. 나머지 99%의 에너지는 물질과 거의 반응하지 않는 중성미자로 방출한다. 초신성이 지구-태양거리의 2배인 2AU 이내의 거리에서 폭발할 경우,  중성미자 피폭만으로도 죽을 수 있을 정도의 에너지를 가지고 있다. 우리은하에서는 1604년 이후 초신성이 관측되지 않았지만 망원경의 보급으로 멀리 있는 외부은하에서 나타나는 초신성들이 많이 관측되었으며, 여기에는 아마추어 천문학자들이 큰 역할을 하였다. 초신성이 어느 은하에서 언제 나타날지는 아무도 예측할 수 없기 때문에 초신성 관측은 망원경으로 어떤 은하를 관측하면서 이전에 찍은 사진과 비교해보는 방식으로 이루어졌다.표면에선 매초 손톱만한(1제곱센티미터) 면적에 7백억 개씩 뿜어져나오며, 그중 300만 개가 매초 인체를 지나가는데도 전혀 반응하지 않을 정도로 반응성이 떨어지는 게 중성미자이다. 물론 2AU가 아니라 몇 광년 더 멀리 떨어져있어도 감마선과 X선으로 지구는 폭삭 익어버리게 된다. 초신성의 종류를 살펴보자. 첫번째로 I형 초신성이 있다. I형 초신성의 스펙트럼에는 수소선이 나타나지 않는다. 처음에는 이러한 성질을 가지고 I형과 II형을 분류했으며, 오늘날엔 기타 세부적인 특징과 생성 과정에 따라서 아래와 같이 3가지의 부수 유형이 알려졌다. 참고로, 위에 있는 문자는 I(아이)가 아니라 로마 숫자 1이다. 그러니까 “1(일)형 초신성”이다. 그 다음 Ia형 초신성은 동반성을 가진 백생 외성 이 동반성의 물질을 흡수하다가 찬드라세카르 한계(태양 질량의 1.44배)를 넘게 되면 전자축퇴압이 더이상 버티질 못하고 붕괴하는데, 이때 엄청난 열이 발생하여 열핵 반응을 일으키게 된다. Ia 초신성은 II형 초신성보다 훨씬 강력한 폭발을 일으킨다. 모든 Ia형 초신성은 같은 임계질량에서 폭발하기 때문에 밝기가 일정하므로 지구와의 거리가 어느 정도인지 쉽게 알 수 있다. 참고로 이렇게 밝기를 알아낼 수 있는 천체를 천문학에서는 표준 촉광(Standard Candle)이라고 부르며 그 천체가 있는 곳까지 이르는 거리를 밝히는 결정적인 단서이다. 초신성을 이용한 방법은 130억 광년이 넘는 우주론적 거리에도 적용될 수 있는 반면, 세페이드 변광성을 이용한 거리 측정이 대략 1억 광년 이내에 있는 은하에 대해서 가능하다. 현재 우주가 가속 팽창하고 있다는 사실도 la형 초신성을 이용한 연구로부터 얻은 관측 결과라고 볼 수 있다. 찬드라세카르 한계를 넘는 순간 전자축퇴압은 더이상 중력붕괴하는 백색 왜성을 지탱하지 못하게 된다. 스스로의 중력으로 수축하며 백색 왜성의 온도는 탄소 핵융합을 할 수 있는 정도까지 올라가는데, 이는 결국 백색 왜성은 폭주하는 핵융합으로 스스로를 날려버리게 된다. 이때 규소, 칼슘 등을 많이 방출하고 내부에서는 철을 대량으로 뿌린다. 극 내부의 일부는 철보다 더 무거운 원소들도 생산되어 내뿜으므로,  우주의 중원소 비율에 상당 부분 기여하고 있다. 이렇게 Ia형 초신성 폭발 뒤 백색 왜성은 팽창한 가스 외에 아무런 잔해도 남기지 않는다.

앞선 포스팅에서 일식에 대해 알아보았다. 이 번에는 월식에 대하여 알아보도록 하자. 월식이란, 달이 지구 그림자에 가려지는 현상이다. 지구가 태양 주변을 공전하고 있고, 달이 지구 주변을 공전하고 있기 때문에 종종 태양 - 지구 - 달 형태로 배열이 되는 보름날에는 달이 지구 그림자에 가려지는 월식(달이 먹힘)현상이 발생한다. 하지만 달이 공전하는 궤도가 지구가 공전하는 궤도보다 5도 정도 삐딱하게 기울어져 있기 때문에 항상 월식이 관측되지는 않는다. 태양이 아주 크고 지구가 작기 때문에 지구 그림자에는 본영과 반영이 존재하게 되는데, 본영에 달이 들어가는 경우에는 개기월식 또는 부분월식이 발생하고 반영을 지나가게 될 때는 반영월식이 발생하게 된다. 한 편, 일식의 경우에는 특정한 지역에서만 관측할 수 있지만, 개기월식의 경우에는 아주 지구의 그림자에 의해 달이 가려지는 것을 보는 것이기 때문에, 개기월식이 일어나는 때 밤인 모든 지역에서 볼 수 있게 된다. 그렇기때문에 일식보다는 훨씬 더 자주 볼 수 있다. 게다가 지속시간은 1시간 40분 정도로, 길어야 8분정도에 끝나는 일식과는 비교도 되지 않는다. 월식은 지구에서 봤을 때 달의 왼쪽(동쪽)부터 가려지고 지속시간은 약 1시간 반 정도로 길게 관측되며 최대 약 1시간 50분 동안 지속된다.  일식과 월식이 매달 생기지 않는 이유는 지구의 공전 궤도(황도)면과 다의 공전 궤도(백도)면이 약 5도 정도 기울어져 있기 때문이다. 또한, 월식은 달이 망의 위치에 있을 때 태양, 지구, 달이 일직선상에 놓이면 생기는데 ㅎ황도면고 백도면이 일치하지 않고 기울어져 있어서 항상 생기는 것은 아니다. 만약, 황도와 백도가 일치 한다면 달의 위상이 삭과 망이 될 때 마다 항상 일식과 월식이 발생할 것이다. 월식의 경우에는 가려진 부분이 안 보이는 경우도 있지만 어느 정도 진행이 되고 나면 가려진 부분이 검붉게 보이기도 한다. 빛이 지구 대기의 분자같은 작은 입자들을 통과할 때에는 파장의 4승이 산란률에 반비례하는 레일리 산란을 일으키는데, 이로 인해 대기를 통과하는 태양빛 중 파장이 짧은 파란색 계열의 빛들은 모두 산란되어 보이지 않지만, 상대적으로 파장이 긴 붉은 빛들은 산란이 덜 되어 달에 도달하게 된다. 이 빛이 달에 반사되어 지구로 들어와 달이 붉게 보인다. 개기월식때 검붉게 변한 달의 겉보기 등급은 0등성 정도이다. 이것을 이해하기 어렵다면 그냥 노을 빛이 달에 반사된 것이라고 이해하면 된다. 이 현상을 블러드문(Blood-Moon)이라고 한다. 궤도의 특성상 일식이 발생한 후 월식이 발생하거나, 월식이 발생한 후에 일식이 발생하는 형태로 서로 관련이 있다. 한 편, 월식은 크게 몇 가지로 구분된다. 첫째로, 개기 월식 (Total lunar eclipse)으로 달이 지구 본그림자에 완전히 들어가는 현상이다. 이때 달은 지구에서 보았을 때 완전히 보이지 않는 상태가 아니라 검붉게 빛나는 것을 관찰할 수 있다. 두 번째로는 부분 월식 (Partial lunar eclipse)으로, 달이 지구 본그림자에 일부만 들어가는 현상이다. 이때 달은 본래 보름달이어야 할 모양이 아닌 상태로 보인다. 즉 보름달 모양으로 있어야 하는데 반달같은 모양으로 볼 수 있는 것이다.  반영식 (Penumbral lunar eclipse)은 달이 지구 반그림자를 지나가는 현상이다. 이때는 달의 밝기가 약간 어두워지는 것뿐, 달의 모양은 거의 그대로이다. 마지막으로 반영 개기식 (Total penumbral lunar eclipse)은 가장 희귀한 월식으로, 달이 지구 반그림자에 완전히 들어가는 현상이다. 지구 반그림자의 간격이 본그림자보다 좁기 때문에, 이런 형태의 월식이 발생하기는 극히 어렵다. 가장 최근의 반영 개기식으로는 2006년 3월 경에 있었다. 다음 반영 개기식은 2053년 8월 경으로 예측된다.