갈릴레오 갈릴레이의 위대한 발견

천문학이 발달되면서 학자들과 함께 놀라운 공을 세운 것은 ‘망원경’과 ‘천문대’입니다. 먼저 망원경 여행을 떠나보아요. ‘망원경(telescope)’은 ‘멀리’라는 뜻의 ‘tele’와 ‘범위, 시야’라는 뜻의 ‘scope’가 합쳐진 단어로, 먼 곳을 볼 수 있다는 뜻이지요. 예부터 사람들은 인간의 ‘눈’으로 볼 수 있는 것에 한계가 있음을 안타까워했습니다. 그래서 무언가 도구를 이용하려 했고, 그래서 나온 것이 망원경입니다. 이것이 없었으면 인간의 우주에 대한 접근은 상당히 느렸겠지요.

전쟁터에서 멀리 있는 적군의 움직임이나 지형을 살피는 정도의 망원경은 있었지만, 지구 밖의 세상을 보는 망원경의 역사는 그리 길지 않습니다. 그런 역할을 하는 망원경은 굴절망원경이라고 합니다. 쉽게 풀이하면 초점 거리가 긴 대물렌즈로 물체의 실상을 초점 거리가 짧은 대안렌즈로 확대해 보는 장치이지요. 17세기 초 네덜란드의 안경 제조업자인 리페르스헤이가 최초로 굴절 망원경을 만들었고, 이것으로 천체를 처음으로 관측한 사람은 갈릴레오 갈릴레이였습니다. 한번 상상해보아요. 망원경은 구경(렌즈의 지름)이 4cm, 초점거리가 1m가 조금 넘고, 배율이 32배이니 지금의 우주망원경에 비하면 소꿉장난감 같습니다.

하지만 갈릴레오 갈릴레이는 이 초라한 망원경으로 인류 역사를 완전히 변화시키는 위대한 발견을 합니다. 이 망원경으로 금성과 목성 등의 변화 과정을 관찰하여 천동설이 옳지 않다는 증거를 찾아내거든요. 역시 열심히 하는 사람은 ‘도구’를 탓하지 않습니다. 그러나 늘 환경이나 도구를 탓하는 사람은 평생 그렇게 불평만 하다가 인생을 낭비할 수 있지요. 마치 책상이 작아서, 엄마가 잔소리를 해서, 동생이 귀찮게 해서, 짝꿍이 미워서 등의 이유를 대며 공부하지 않는 사람처럼 말이지요.

망원경을 우주 공간에 설치한 이유는?

다시 망원경 여행을 할까요. 인류는 그 작은 망원경을 바탕으로 마침내 우주를 마음껏 관측할 수 있는 망원경을 발명합니다. 세계에서 가장 큰 망원경은 유럽 연합에서 칠레에 건설한 ‘VLT(Very Large Telescope)’입니다. 8.2m 반사 망원경을 자그마치 4개나 연결한 어마어마하게 큰 망원경입니다.

그렇다면 이제 우주를 관측하는 데에 아무 문제가 없을까요? 모든 점이 완벽해 보이는 거대한 망원경에는 치명적인 적이 있습니다. 바로 ‘대기’ 입니다. 왜냐하면 별빛은 공기를 통과할 때 빛이 여러 방향으로 흩어지기 때문에 아무리 크고 좋은 망원경도 지상에서는 정밀한 상을 보기 어렵지요.

그렇다면 인류는 여기서 우주관측을 멈췄을까요? 그렇지 않습니다. 과학자들은 아예 망원경을 지구가 아닌 우주에 설치하자고 했습니다. 우주 공간에 망원경을 설치하는 것이지요.

그래서 탄생한 망원경이 ‘허블 우주 망원경’입니다. 1946년 세계 최초로 천문학자 라이만 스피처 박사가 우주망원경을 제안했고, 그때부터 미국 미국항공우주국(NASA) 등에서 연구했지요. 그리고 1990년, 우주 왕복선 디스커버리(Discovery)호에 실려 우주 망원경이 하늘로 올려지는 역사적인 일이 일어난 겁니다. 이 망원경은 ‘우주가 팽창되고 있다’는 사실을 밝혀낸 미국 천문학자 허블(Hubble)의 이름을 따서 ‘허블 우주 망원경(HST; Hubble Space Telescope)’이라고 불렀습니다. 그리고 2003년 발사된 적외선 우주 망원경은 스피처 박사의 이름을 따서 스피처 우주 망원경라고 이름을 붙였습니다.

사람이 탈 수 없는 허블 우주 망원경은 약 97분에 한 번씩 지구를 돌며 관측 활동을 하며, 지구에 있는 망원경은 흉내조차 낼 수 없는 놀라운 기능으로 우주의 모습을 전해줍니다. 고장이 날 때에는 우주 비행사들이 우주선을 타고 가서 망원경을 수리하고 장비도 업그레이드하고 있습니다. 하지만 망원경도 기계인지라 한계가 있습니다. 그렇다면 다음번에 인간은 또 얼마나 놀라운 성능의 우주 관측도구를 발명할까요?

▶노경실 동화작가