우리 눈을 이루는 원자가 알려진 우주의 모든 원자의 수보다 많습니다.
원자는 재미있는 일들을 합니다. 작은 수소원자 2개가 큰 산소원자에 붙어 물분자 역할을 합니다.
그래서 물이 h2o죠.
물방울 안은 수많은 생명체가 있고 수 많은 사건이 펼쳐지는 아주 작은 코스모스죠.
물 속의 생명체, 집신벌레와 딜리투스, 완보동물
완보동물은 맨 몸으로 진공상태에서도 살 수 있을 정도로 강합니다. 다섯번의 대멸종에서도 살아남았죠.
식물의 모든 잎과 줄기에는 기공이라는 미세한 구멍이 있습니다.
이 기공으로 이산화탄소를 마시고 우리에게 필요한 산소를 내쉽니다.
햇빛을 에너지로 전환하는 분자는 엽록소입니다.
엽록소 안의 엽록체는 햇빛을 이용해 물 분자를 산소와 수소원자로 분해합니다.
그런 다음 수소는 이산화탄소와 결합시켜 당을 만들고 산소는 폐기물로 만들어 내보내죠.
햇빛이 녹색 엽록소 분자에 닿으면 일련의 화학반응이 일어나면서 물분자가 분해되 고에너지 전자들이 풀려납니다.
이 작업은 햇빛이 에너지를 계속 공급하는 낮동안만 일어납니다.
풀려난 전자들의 에너지가 이산화탄소와 물에너지를 결합합니다.
그 결과물인 당은 태양에너지를 저장하죠.
엽록체는 30억년 동안 태양에너지를 수집해왔습니다.
이 극도록 미세한 태양 전지가 지구의 모든 생물의 원동력이죠.
광합성의 비밀을 알아낼 수 만 있다면 오늘날 인류가 의존하고 있는 모든 에너지원이 필요없을 겁니다.
광합성은 궁극적인 친환경 에너지 입니다. 대기를 오염시키는 이산화탄소를 배출시키지 않죠.
난초는 지구에 처음 나타난 현화식물 중 하나로 그 종류가 매우 다양합니다.
(현화식물 : 생식기관이 꽃이 있고 열매를 맺으며 씨로 번식하는 고등식물)
다윈은 마다가스카르의 세스키페달에 매료되었죠.
세스키페달은 아주 길고 가는 꽃뿔 깊숙한 곳에 꽃가루를 감춰놓았습니다.
다윈은 진화이론에 근거해 마다가스카르 어딘가에 그 꽃가루에 닿을 만큼 긴 부리를 가진 곤충이 있을 것이라 주장했습니다.
50년이 지나고 나서야 그 말이 옳았슴이 증명됬습니다.
아주 긴 부리를 가진 박과시과 모건 나방이 발견됬죠.
이 나방은 길이가 30cm인 혀로 꽃가루를 핥아먹습니다.
우리가 맡는 모든 냄새는 분자구름입니다. 이 분자들엔 특정한 형태가 있죠. 이 분자들이 코의 특정한 수용세포를 자극합니다. 그러면 신호가 두뇌로 전송되 라일락 향기임을 인지하죠.
고대 그리스의 탈레스라는 철학자는 천둥이나 번개가 치는 것이 자연 작용의 결과라고 생각했습니다.
또한 탈레스는 자연법칙의 지배를 받는 우주, 코스모스가 혼돈으로부터 시작했다고 생각했습니다.
탈레스가 죽고 1세기 후, 데모크리토스가 나타납니다.
그는 코스모스를 알고 싶어했고, 최초로 원자의 개념에 대해 이야기했죠.
광물 분자는 정교하지만 같은 배열이 반복되는 구조입니다.
물질을 다른 차원으로 바꿔주려면, 원자와 모든 방면으로 연결될 수 있는 원자가 필요합니다.
탄소원자는 지구 생명체에 없어선 안될 요소죠. 탄소는 한번에 최대 4개의 다른 원자와 결합할 수 있기 때문입니다.
탄소를 통해 복잡하고 정교한 다양한 원자배열을 만들어 낼 수 있죠. 탄소만큼 유연한 원자는 없습니다.
탄소는 놀랄만큼 크고 복잡한 분자를 만들어내며, 물질을 해방시켜 진화하고 살아갈 수 있게 합니다.
우리 일상에선 어떤 사물도 원자 차원에선 서로 닫지 않습니다. 각 원자는 핵을 가지고 있고, 그 핵은 전자구름에 둘러쌓여있습니다. 원자들이 서로 다가가는 동안 전자구름은 서로를 밀어내죠.
모든 원자는 물질의 99%이상이 핵을 구성합니다. 전자구름은 보이지 않는 힘의 장을 형성하며 완충기 역할을 합니다.
원자는 대부분이 빈 공간입니다. 우주에서 가장 단순하고 풍부한 원자는 수소입니다.
수소의 원자핵을 둘러싼 구름은 전자하나가 독차지하고 있죠.
원자핵에 양성자가 둘이면 어떨까요?
서로 밀어내는 두 양성자를 원자핵 안에 묶어놓으려먼 중성자가 필요합니다.
중성자는 강력한 핵력으로 양성자를 합도합니다.
원자핵에 양성자가 2개인 원소가 원자번호 2번 헬륨입니다.
원자핵에 양성자가 6개인 원소는 원자번호 6번 탄소입니다.
금의 원자핵은 양성자가 79개도 구름의 전자도 79개입니다.
금이 반짝이는 것 구름과 빛의 상호작용때문이죠.
원자핵에 들어갈 수 있는 중성자의 수에는 상한선이 있고 그선을 넘으면 불안정해지죠.
태양은 너무 뜨거운 탓에 모든 원자가 액체 상태로 존재하죠.
태양은 왜 그렇게 뜨거울까요?
태양의 어마어마한 중력이 원자들을 압착하기 때문입니다.
중력에너지가 움직이는 원자들의 에너지로 변하고 있죠. 그것이 열입니다.
태양은 자신의 중력으로 유지되는 핵 융합로입니다.
중력이 끌어당기는 힘과 뜨거운 가스이 밀어내는 힘 사이에서 균형을 이루고 있죠.
초신성의 폭발은 태양 중심부보다 훨씬 더 뜨겁죠. 철 같은 원소를 더 무거운 원소로 만들어 뿜어낼 수 있을 만큼 뜨겁죠.
대마젤란 은하는 우리와 이웃한 은하입니다.
남반구의 하늘에서 볼 수 있죠.
초신성이 폭발하면 그 밝기는 은하 전체의 밝기와 맞먹을 정도입니다.
그 모든 빛은 폭발로 발산되는 에너지의 약 1%정도 입니다.
나머지 에너지는 우주에서 가장 흔하고 신비로운 입자에 실려 나갑니다.
(중성미자 : 질량은 0에 가깝고, 속도는 광속과 비슷하며, 전하를 띠지 않는 중성의 작은 입자)
폭발하는 별의 중심에서 생성된 중성미자들은 광속에 가까운 속도로 몇초만에 광속에 가까운 속도로 행성을 빠져나옵니다.
하지만 폭발하는 기체의 충격파는 별의 중심부에서 부터 광속의 만분의 일의 속도로 느리게 퍼져나가죠.
마침내 그 충격파가 표면에 닿자 별은 초신성1987A가 됩니다.
20세기의 물리학자 볼프강 파울리는 현대 물리학의 한 기준인 에너지 보존법칙을 위기에서 구할 입자를 찾고 있었습니다.
물리학자들은 에너지 보존 법칙이 깨진 걸 보고 놀랐습니다. 몇몇 방사성 원소의 원자핵이 자발적으로 전자를 방출할 수 있음이 발견됬죠. 물리학자들은 새로운 원소의 원자와 방출된 전자의 합이 원래의 원자가 가진 에너지보다 적다는 사실에 당황했습니다.
1930년 볼프강 파울리는 발견되지 않은 입자가 에너지를 가져가는 것이라 생각했죠.
당시 파울리는 그 입자가 너무 작고 빨라서 탐지할 수 없을거라며 애석하게 여겼습니다.
한 세대 후 원자로의 방사선에서 중성미자가 최초로 탐지됬죠.
우리 은하의 역사는 약 100억년 정도가 됬습니다. 첫 은하들은 그보다 몇십억년 앞서 형성됬습니다.
그보다 뒤로 가려면 하면 빛과 시간의 성질로 막혀있죠.
우리가 빛을 통해 돌아볼 수 있는 과거는 여기까지죠.
우주가 38만살밖에 안된 아기였을 적 사진입니다.
코스모스 달력으로 1월1일 0시 15분입니다.
우주가 폭발하기 직전 우주는 구슬만 했습니다.
우주를 구성하는 모든 원소가 이 안에 들어있다고 상상해보세요.
빛이 이동하기엔 밀도가 너무 높았지만 중성미자를 막지는 못합니다.
거리낄 것 없이 날아다니던 무수한 중성미자가 빅뱅을 일으켰을 겁니다. 탐지를 그토록 힘들게 하는 속성 때문에 중성미자는 시간의 시작을 가리고 있는 장막을 가볍게 통과할 수 있습니다.
중성미자는 여기저기 우주의 도처에 있습니다.