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어… 여러분, 안녕하세요. 그, 뭐랄까, 오늘은 특별한 이야기를 좀 해볼까 해요. 음… 그러니까, 에번스 목사님에 대한 이야긴데요.
이 분이 참 독특한 분이세요. 로버트 에번스 목사님은요, 말이 많으신 분은 아니지만, 성격이 아주 좋으신 분이거든요. 호주 블루마운틴에 사시는데, 시드니에서 서쪽으로 한 80km 정도 떨어져 있어요. 달이 밝지 않은 맑은 밤이면, 크고 무거운 망원경을 들고 뒷베란다로 나가셔서, 정말 특별한 일을 하셨어요. 아주 먼 과거를 관찰하면서, 죽어가는 별들을 찾으셨던 거죠.
과거를 본다는 건 사실 쉬운 일이에요. 밤하늘을 잠깐만 쳐다봐도, 역사를 보는 거잖아요? 엄청난 역사를요. 우리가 보는 별들은 지금 현재의 모습이 아니라, 빛이 출발했을 때의 모습인 거죠. 예를 들어, 우리가 잘 아는 북극성은, 사실 작년 1월이나, 1854년, 아니면 14세기 초 이후에 이미 사라졌을 수도 있어요. 그 정보가 아직 우리한테 도착하지 않았을 뿐이죠. 그러니까, 우리는… 음… 적어도 680년 전 오늘, 그 별이 빛나고 있었다는 것만 알 수 있는 거예요. 별들은 계속 죽어가고 있으니까요.
근데 에번스 목사님이 다른 사람들보다 훨씬 잘 했던 건, 바로 그 별들이 마지막 인사를 하는 순간을 찾아내는 거였어요. 그게 정말 대단한 거죠.
낮에는, 에번스 목사님은 호주 연합교회의 은퇴를 앞둔 친절한 목사님이셨어요. 시간제 근무도 좀 하시고, 19세기 종교 운동사도 연구하시고요. 그러다가 밤이 되면, 조용히 초신성을 찾는 하늘의 신이 되셨던 거예요.
엄청나게 큰 별 있잖아요? 우리 태양보다 훨씬 큰 별이 붕괴하면서 엄청난 폭발을 일으키는데, 그 순간 1,000억 개의 태양 에너지를 뿜어내요. 잠깐 동안 자기 은하에 있는 모든 별들보다 더 밝게 빛나는 거죠. 그게 바로 초신성이 탄생하는 순간이에요. 에번스 목사님 말씀으로는, “갑자기 수조 개의 수소폭탄이 터지는 것 같다”고 하셨어요. 만약 초신성 폭발이 우리로부터 500광년 정도밖에 안 떨어진 곳에서 일어났다면, 우리는… 음… “완전히 끝장났다”고, 웃으면서 말씀하시더라고요. 다행히 우주는 엄청나게 넓고, 초신성은 보통 우리로부터 아주 멀리 떨어져 있어서 우리한테 해를 끼치진 않아요. 사실, 대부분 너무 멀리 떨어져 있어서, 그 빛이 우리한테 도착할 때는 아주 희미한 반짝임 정도밖에 안 돼요. 한 달 정도 동안 볼 수 있는데, 하늘에 있는 다른 별들과 다른 점은, 전에 아무것도 없던 공간을 차지한다는 거죠. 에번스 목사님이 밤하늘에서 찾고 있던 게 바로 그런 아주 드물고 우연한 섬광이었던 거예요.
이게 얼마나 대단한 건지 알려면, 이런 상상을 해보면 돼요. 식탁에 검은색 식탁보를 깔고 소금을 한 줌 뿌리는 거예요. 뿌려진 소금 알갱이들을 은하라고 생각하는 거죠. 그런 식탁을 1,500개 더 준비하는 거예요. 3km나 되는 직선을 만들 수 있을 정도로요. 그리고 각 식탁에 소금을 한 줌씩 뿌려요. 그런 다음에, 아무 식탁에나 소금 한 알을 더 놓는 거예요. 그리고 로버트 에번스 목사님이 그 사이를 걸어가는 거죠. 그러면, 그 목사님이 딱 그 소금 한 알을 찾아내는 거예요. 그 소금 한 알이 바로 초신성인 거죠.
에번스 목사님은 정말 뛰어난 재능을 가진 분이셨어요. 올리버 색스도 '화성의 인류학자'라는 책에서 고독한 학자에 대한 이야기를 하면서 에번스 목사님을 잠깐 언급했는데, “절대 고독하다는 뜻은 아니다”라고 덧붙였죠. 에번스 목사님은 색스를 만난 적도 없었고, 자기를 고독한 사람이나 학자라고 부르는 것에 대해 웃어넘기셨지만, 자기가 어떻게 그런 재능을 가지게 됐는지 정확히 설명하진 못하셨어요.
에번스 목사님의 집은 헤이즐브룩 마을 외곽에 있는 평범한 주택이었는데, 조용하고 경치가 아주 좋았어요. 시드니는 거기서 끝나고, 그 다음부터는 끝없이 펼쳐진 호주 덤불이었죠. 제가 한 번 그 분과 부인 일레인을 찾아뵌 적이 있었는데, 그 때 저한테 그러시더라고요. “제가 별자리를 기억하는 재능이 있는 것 같아요.” 좀 쑥스러워하시면서요. “다른 건 잘 못하는데,”라고 덧붙이셨어요. “이름도 잘 기억 못해요.”
그러자 주방에서 일레인 부인께서 “물건 어디 뒀는지도 못 기억하죠”라고 외치셨어요.
그러자 에번스 목사님은 솔직하게 고개를 끄덕이시고, 활짝 웃으시면서 저한테 망원경을 보여주시겠냐고 물으셨어요. 저는 에번스 목사님이 뒷마당에 꽤 괜찮은 천문대가 있을 거라고 생각했거든요. 윌슨 산 천문대나 팔로마 천문대 같은 작은 규모의 천문대 말이에요. 돔 지붕도 있고, 움직이기 편한 기계 의자도 있고. 근데, 실제로는 저를 집 밖으로 데리고 나가지 않으시고, 부엌 바로 옆에 있는 좁은 창고로 데려가셨어요. 책이랑 문서가 가득 쌓여 있는 곳이었죠. 에번스 목사님의 망원경은 흰색 원통형이었는데, 가정용 온수기 정도 크기였어요. 직접 만드신 합판 선반 위에 올려져 있었고요. 관측을 할 때는, 그걸 두 번에 걸쳐서 옮겨서 부엌에서 멀지 않은 베란다에 올려놓으셨어요. 경사진 곳 아래에는 유칼립투스 나무가 가득했고, 지붕과 나무 꼭대기 사이에 우편함 정도 크기의 하늘만 보였지만, 그 정도면 충분하다고 하시더라고요. 바로 거기서, 맑고 달이 밝지 않은 밤에, 초신성을 찾으셨던 거예요.
초신성이라는 이름은 20세기 30년대에 프리츠 츠비키라는 괴짜 천체물리학자가 지었어요. 츠비키는 불가리아에서 태어나 스위스에서 자랐고, 1920년대에 칼텍에 와서 거친 성격과 뛰어난 재능으로 유명해졌어요. 특별히 똑똑해 보이지는 않았고, 동료들은 그저 “성가신 광대” 정도로 생각했던 것 같아요. 츠비키는 운동광이어서, 칼텍 식당이나 다른 공공장소 바닥에 엎드려서 팔굽혀펴기를 하곤 했고, 의심하는 사람이 있으면 자신의 남자다움을 과시하려 했어요. 츠비키는 공격적이었고, 결국 너무 거세져서 가장 친한 동료였던 온화한 성격의 월터 바데조차도 그와 단둘이 있는 것을 꺼렸어요. 츠비키는 바데가 독일인이라는 이유로 나치라고 비난하기도 했어요. 사실은 아니었지만요. 바데는 윌슨 산 천문대에서 일했는데, 츠비키는 칼텍 캠퍼스에서 마주치면 바데를 죽이겠다고 여러 번 위협했어요.
하지만 츠비키는 뛰어난 통찰력을 가진 천재였어요. 1930년대 초, 츠비키는 오랫동안 천문학자들을 괴롭혀왔던 문제, 즉 하늘에 가끔 나타나는 설명할 수 없는 빛, 새로운 별에 관심을 돌렸어요. 놀랍게도, 츠비키는 그 문제의 핵심이 중성자에 있다고 의심했어요. 영국인 제임스 채드윅이 막 발견해서 새롭고 유행하던 아원자 입자였죠. 츠비키는 별이 원자핵 정도의 밀도로 붕괴하면, 매우 단단한 핵이 될 거라고 생각했어요. 원자들이 실제로 뭉쳐져서, 전자들이 핵자가 되어 중성자를 형성하는 거죠. 그렇게 해서 중성자별이 만들어지는 거예요. 무거운 포탄 100만 개를 구슬 크기로 압축한다고 상상해보세요. 아니, 그거보다 훨씬 더 작아야겠죠. 중성자별 핵의 밀도는 너무 커서, 숟가락 하나 분량의 물질이 900억 kg이나 나갈 정도예요. 숟가락 하나 분량이요! 그것뿐만이 아니에요. 츠비키는 그런 별이 붕괴하면 엄청난 에너지를 방출해서, 우주에서 가장 큰 폭발을 일으킬 거라고 생각했어요. 그리고 그 폭발을 초신성이라고 불렀죠. 초신성은 우주를 만드는 과정에서 가장 큰 사건이었고, 실제로도 그랬어요.
1934년 1월 15일, 물리학 리뷰 저널에 논문 요약본이 실렸어요. 츠비키와 바데가 한 달 전에 스탠포드 대학에서 발표한 논문이었죠. 요약본은 겨우 24줄밖에 안 됐지만, 엄청난 양의 새로운 과학 지식을 담고 있었어요. 초신성과 중성자를 처음 언급했고, 초신성의 형성 방법을 설득력 있게 설명했고, 폭발 등급을 정확하게 계산했죠. 결론적으로, 초신성 폭발을 우주선이라는 신비로운 새로운 현상과 연결시켰어요. 우주선은 최근에 발견되었는데, 우주를 가로질러 이동하고 있었죠. 그 아이디어들은 혁명적이라고 할 수밖에 없었어요. 중성자의 존재는 34년 후에야 확인되었어요. 우주선 아이디어는 타당하다고 여겨졌지만, 아직 입증되지는 않았죠. 요컨대, 칼텍 천체물리학자 킵 S. 손에 따르면, 그 요약본은 “물리학과 천문학 역사상 가장 선견지명이 있는 문서 중 하나”였어요.
흥미로운 건, 츠비키가 왜 그런 일이 일어나는지 거의 몰랐다는 거예요. 손에 따르면, “그는 물리학 법칙을 잘 몰라서 자신의 아이디어를 증명할 수 없었다”고 해요. 츠비키의 재능은 큰 문제를 생각하는 데 있었고, 데이터를 수집하는 건 다른 사람, 주로 바데의 일이었던 거죠.
츠비키는 또한 우주의 보이는 물질로는 우주를 하나로 묶기에 턱없이 부족하다는 것을 처음으로 깨달았고, 분명히 다른 중력적 영향, 즉 우리가 지금 암흑 물질이라고 부르는 것이 있을 거라고 생각했어요. 그가 알아채지 못한 한 가지는 중성자가 너무 촘촘하게 붕괴되어 빛조차도 거대한 중력에서 벗어날 수 없다는 것이었어요. 그게 바로 블랙홀이죠. 안타깝게도, 그의 동료들은 대부분 그를 경멸했기 때문에, 그의 아이디어는 거의 주목받지 못했어요. 5년 후, 위대한 로버트 오펜하이머가 획기적인 논문에서 중성자에 관심을 돌렸을 때, 츠비키의 업적을 한 번도 언급하지 않았어요. 츠비키는 수년 동안 같은 문제에 매달려 왔고, 바로 복도 건너편 사무실에 있었는데도 말이죠. 거의 40년 동안 츠비키의 암흑 물질 추론은 진지하게 받아들여지지 않았어요. 우리는 그동안 그가 팔굽혀펴기를 많이 했다고 밖에는 생각할 수 없죠.
놀랍게도, 우리가 하늘을 올려다볼 때, 우리는 우주의 아주 작은 부분만 볼 수 있어요. 지구에서 육안으로는 약 6,000개의 별만 볼 수 있고, 한 각도에서는 약 2,000개만 볼 수 있어요. 망원경을 사용하면, 한 곳에서 볼 수 있는 별의 수가 약 5,000개로 늘어날 수 있고요. 5cm 소형 망원경을 사용하면 그 숫자는 30만 개로 급증하죠. 에번스 목사님이 사용했던 40cm 망원경을 사용하면 별뿐만 아니라 은하도 셀 수 있어요. 에번스 목사님은 베란다에서 5만에서 10만 개의 은하를 볼 수 있다고 추정했는데, 각 은하는 수천억 개의 별로 구성되어 있었죠. 물론 엄청난 숫자지만, 그렇게 많이 볼 수 있어도 초신성은 극히 드물어요. 별은 수십억 년 동안 탈 수 있지만, 죽음은 한순간에 일어나거든요. 소수의 죽어가는 별들만 폭발하고, 대부분은 새벽의 모닥불처럼 조용히 꺼져요. 수천억 개의 별로 이루어진 일반적인 은하에서는 평균 2~3백 년에 한 번 초신성이 나타나요. 따라서 초신성을 찾는 것은 뉴욕 엠파이어 스테이트 빌딩 전망대에 서서 망원경으로 창밖의 맨해튼 주변을 수색하면서, 예를 들어, 누가 21번째 생일 케이크에 촛불을 켜고 있는지 발견하려는 것과 같아요.
그래서 만약 희망에 가득 차고 조용히 말하는 목사님이 연락해서 초신성을 찾기 위해 사용할 수 있는 별자리 지도가 있는지 물어본다면, 천문학계는 그 사람이 제정신이 아니라고 생각할 거예요. 당시 에번스 목사님은 5cm 망원경밖에 없었어요. 아마추어 천문 관측용으로는 괜찮았지만, 그걸로 진지한 우주 연구를 하기에는 턱없이 부족했죠. 그런데도 우주에서 비교적 희귀한 현상을 찾겠다고 제안한 거예요. 에번스 목사님은 1980년부터 관측을 시작했는데, 그 전까지 천문학 역사상 발견된 초신성은 60개도 안 됐어요. 제가 2001년 8월에 그 분을 찾아갔을 때, 그 분은 이미 34번째 육안 발견을 기록했고, 3개월 후 35번째 발견을 했고, 2003년 초에는 36번째 발견을 했죠. 하지만 에번스 목사님은 몇 가지 이점이 있었어요. 대부분의 관측자들은 대부분의 인구처럼 북반구에 살고 있었기 때문에, 남반구에 있는 그는 특히 처음에는 넓은 하늘을 혼자 차지하고 있었죠. 그는 또한 속도와 초인적인 기억력을 가지고 있었어요. 대형 망원경은 무겁기 때문에 제 위치에 놓는 데 많은 시간이 걸려요. 에번스 목사님은 근거리 공중전의 기관총 사수처럼 5cm 소형 망원경을 돌려가며 몇 초 만에 하늘의 특정 지점을 조준할 수 있었어요. 따라서 하룻밤에 400개의 은하를 관측할 수 있었지만, 대형 전문 망원경은 50~60개 정도밖에 관측하지 못했죠.
초신성을 찾는 일은 대부분 아무 소득이 없었어요. 1980년부터 1996년까지, 그는 평균적으로 1년에 두 번 발견했어요. 수백 번의 밤을 관측하는데, 정말 비효율적이었죠. 한 번은 15일 동안 세 번이나 발견했지만, 또 한 번은 3년 동안 한 번도 발견하지 못했어요.
“사실, 아무 소득이 없는 것도 가치가 있어요.” 그 분은 말씀하셨죠. “우주론자들이 은하 진화 속도를 계산하는 데 도움이 되거든요. 발견된 것이 거의 없는 지역에서는, 아무 징후가 없다는 것이 징후인 셈이죠.”
망원경 옆 테이블에는 그의 연구와 관련된 사진과 문서가 쌓여 있었어요. 그 분은 지금 저에게 그 중 일부를 보여주셨죠. 만약 당신이 천문학 관련 대중 출판물을 읽어본 적이 있다면, 대부분 멀리 떨어진 성운 같은 화려한 사진들이 많다는 것을 알 거예요. 하늘에서 빛이 만들어내는 채색된 구름 같은 것들이죠. 아름답고 웅장하잖아요. 에번스 목사님이 찍은 이미지는 전혀 비교할 수 없었어요. 흐릿한 흑백 사진에 작은 빛점이 있는 정도였죠. 그 분은 저에게 별들이 많이 모여 있는 사진을 보여주셨는데, 거기에 작은 불꽃이 하나 있었어요. 잘 안 보여서 가까이 다가가서 봐야 했죠. 에번스 목사님은 저에게 그게 화로자리에 있는 별이라고 말씀하셨어요. 천문학적으로는 NGC 1365라고 부르죠. NGC는 “신편 일반 목록”을 의미하는데, 그 위에 기록되어 있었어요. 과거에는 더블린에 있는 사람의 책상 위에 있는 책이었는데, 당연히 지금은 데이터베이스로 되어 있겠죠. 6천만 년 동안, 이 별의 웅장한 죽음에서 나오는 빛은 우주를 가로질러 끊임없이 이동했고, 결국 2001년 8월 어느 날 밤 희미한 빛의 형태로 지구에 도착했어요. 물론 유칼립투스 향기가 나는 언덕에 있는 로버트 에번스 목사님이 그걸 발견하신 거죠.
“제 생각에는, 그건 꽤 만족스러운 일인 것 같아요.” 에번스 목사님은 말씀하셨죠. “그 빛이 수백만 년 동안 우주를 이동해서 지구에 도착했을 때, 마침 그 하늘을 바라보고 있던 사람이 그걸 봤다는 걸 생각해보세요. 그런 중대한 사건을 목격할 수 있다는 건 정말 멋진 일인 것 같아요.”
초신성은 그저 놀라움을 느끼게 하는 것 이상이에요. 초신성은 여러 종류로 나뉘는데 (그 중 하나는 에번스 목사님이 발견하신 거예요), 그 중 Ia형 초신성이라는 것이 있는데, 이 초신성은 항상 같은 방식으로 폭발하고, 같은 질량을 가지고 있어서 천문학에 특히 중요해요. 따라서 “표준 촉광”으로 사용할 수 있죠. 다른 별의 밝기 (따라서 상대적 거리)를 측정하는 기준으로요. 그래서 우주의 팽창률을 측정하는 거죠.
1987년에, 육안으로 볼 수 있는 것보다 더 많은 초신성이 필요했기 때문에, 캘리포니아 주 로렌스 버클리 연구소의 솔 펄머터는 더 체계적인 탐색 방법을 찾기 시작했어요. 펄머터는 첨단 컴퓨터와 전하 결합 소자를 이용해서 멋진 시스템을 설계했는데, 사실상 최고급 디지털 카메라였죠. 그 시스템은 초신성을 찾는 작업을 자동화했어요. 이제 천문 망원경은 수천 장의 사진을 찍을 수 있고, 컴퓨터를 이용해서 초신성 폭발이 일어났다는 것을 나타내는 빛점을 찾을 수 있게 된 거죠. 5년 동안 펄머터와 그의 동료들은 버클리에서 이 새로운 기술을 이용해서 42개의 초신성을 발견했어요. 요즘에는 아마추어들도 전하 결합 소자를 이용해서 초신성을 발견하고 있어요. “전하 결합 소자를 사용하면, 천문 망원경을 하늘에 겨냥해 놓고, TV를 보러 갈 수 있어요.” 에번스 목사님은 별로 기뻐하지 않으면서 말씀하셨죠. “그 신비로운 맛이 사라졌어요.”
제가 에번스 목사님께 그 새로운 기술을 채택하고 싶지 않으시냐고 물어봤어요. “아니요.” 그 분은 말씀하셨죠. “저는 제 방법이 좋아요. 그리고,” 그 분은 최근에 찍은 초신성 사진을 가리키면서 미소를 지으셨죠. “가끔은 여전히 그들을 능가할 수 있어요.”
당연히 이런 질문이 생기죠. 만약 별이 가까이에서 폭발하면 어떻게 될까요? 우리는 이미 우리에게서 가장 가까운 별이 4.3광년 떨어진 알파별이라는 것을 알고 있어요. 저는 만약 거기서 폭발이 일어난다면, 4.3년 동안 그 폭발의 빛이 하늘 전체에 쏟아지는 것을 볼 수 있을 거라고 상상해봤어요. 마치 큰 통에서 쏟아지는 것처럼요. 4년 4개월 동안 피할 수 없는 종말이 서서히 다가오는 것을 지켜보고, 결국 우리 살갗을 뼈에서 완전히 긁어낼 것이라는 것을 알게 된다면, 사람들은 여전히 출근할까요? 농부들은 여전히 농사를 지을까요? 누군가가 농산물을 가게에 가져다 팔까요?
몇 주 후, 저는 제가 살고 있는 뉴햄프셔 주의 작은 마을로 돌아가서, 다트머스 대학교의 천문학자 존 솔스테인슨에게 이 질문들을 던졌어요. “아뇨, 그렇지 않아요.” 그 분은 웃으면서 말씀하셨죠. “그렇게 큰 사건의 소식은 빛의 속도로 퍼질 거고, 그 파괴력에 대해 들으면 바로 겁에 질릴 거예요. 하지만 걱정하지 마세요. 그런 일은 일어나지 않을 거예요.”
초신성 폭발의 충격파가 당신을 죽일 수 있다는 것에 대해, 그는 당신이 “터무니없이 가까운 거리”, 아마도 10광년 이내에 있어야 할 거라고 설명했어요. “위험은 각종 방사선, 우주선 등에서 비롯되죠.” 방사선은 하늘 전체를 가득 채우는 빛나는 기괴한 커튼과 같은 놀라운 오로라를 만들어낼 거예요. 그건 좋은 일이 아니겠죠. 그런 장면을 연출할 수 있는 것은 무엇이든 자기권을 쓸어버릴 거예요. 자기권은 지구 고공에서 일반적으로 자외선과 다른 우주의 공격으로부터 우리를 보호하는 자기장이죠. 자기권이 없으면 햇빛을 쬐는 사람은 곧… 음… 예를 들어, 탄 피자처럼 보일 거예요.
솔스테인슨은 그런 일이 우리 은하에서 일어나지 않을 이유가 있다고 말했어요. 왜냐하면, 우선, 초신성을 만들려면 특별한 별이 필요하거든요. 별은 우리 태양의 10~20배 정도 크기여야 하는데, “우리 근처에는 그런 조건을 충족하는 별이 없거든요.” 정말 다행히, 우주는 넓은 곳이에요. 그 분은 이어서 우리에게서 가장 가까운 가능성이 있는 별은 오리온자리라고 말씀하셨죠. 오리온자리는 수년 동안 여러 가지를 뿜어내고 있어서 불안정하다는 것을 나타내고 모두의 관심을 끌고 있었죠. 하지만 오리온자리는 우리로부터 5만 광년 떨어져 있어요.
기록된 역사에서, 육안으로 볼 수 있을 정도로 가까웠던 초신성은 5~6번밖에 없었어요. 한 번은 1054년의 폭발이었는데, 게 성운을 만들었죠. 또 다른 한 번은 1604년이었는데, 3주 넘게 낮에도 보이는 밝은 별을 만들었어요. 가장 최근에는 1987년에 초신성이 대마젤란운이라는 우주 지역에서 잠깐 빛났는데, 겨우 보일 정도였고, 남반구에서만 보였어요. 16만 9천 광년 떨어져 있어서 우리에게는 아무런 위험이 없었죠.
초신성은 우리에게 절대적으로 중요한 측면이 하나 더 있어요. 초신성이 없었다면, 우리는 이 세상에 없었을 거예요. 첫 장이 끝날 무렵에 우주의 수수께끼에 대해 이야기했던 것을 기억하실 거예요. 빅뱅은 많은 가벼운 기체를 만들어냈지만, 무거운 원소는 만들어내지 못했죠. 무거운 원소는 나중에 생겨났는데, 오랫동안 아무도 어떻게 생겨났는지 몰랐어요. 문제는 탄소, 철 및 기타 원소를 만들기 위해서는 가장 뜨거운 별의 중심 온도보다 더 높은 온도가 필요하다는 것이었어요. 그런 원소가 없으면 우리는 존재할 수 없었을 거예요. 초신성이 설명을 제공했죠. 그 설명은 프리츠 츠비키만큼이나 기괴한 영국 우주학자가 내놓은 것이었어요.
그는 요크셔 출신이었고, 이름은 프레드 호일이었어요. 호일은 2001년에 사망했는데, 네이처 저널의 부고 기사에서 “우주론자이자 논쟁가”라고 묘사되었어요. 둘 다 그럴 자격이 있었죠. 네이처 저널의 부고 기사에는 그가 “평생 동안 논쟁에 휘말렸고”, “스스로 명성을 손상시켰다”고 쓰여 있었어요. 예를 들어, 그는 런던 자연사 박물관에 소장된 시조새 화석이 필트다운인 두개골 사기극과 마찬가지로 가짜라고 주장했고, 그것도 아무런 근거 없이 주장해서 박물관의 고생물학자들을 매우 짜증나게 만들었어요. 그들은 세계 각지에서 기자들이 걸려오는 전화에 며칠이나 답해야 했죠. 그는 또한 지구가 우주로부터 생명의 씨앗뿐만 아니라 감기, 림프절 페스트 등 많은 질병을 받았다고 생각했어요. 그는 인간이 진화 과정에서 튀어나온 코와 아래로 향한 콧구멍을 갖게 된 이유가 우주 병원균이 들어가는 것을 막기 위해서라고 주장하기도 했어요.
그가 1952년에 방송 원고에서 빅뱅이라는 이름을 농담으로 만들어냈어요. 그는 우리가 물리학을 이해할 때, 왜 모든 것이 한 점으로 모였다가 갑자기 극적으로 팽창하기 시작했는지 설명할 수 없다고 지적했어요. 호일은 우주가 끊임없이 팽창하고, 그 과정에서 새로운 물질을 끊임없이 창조한다고 생각하는 정상 상태 이론을 옹호했어요. 호일은 또한 별이 붕괴하면 엄청난 열이 방출될 것이라는 것을 깨달았죠. 섭씨 1억 도가 넘는 온도였고, 핵합성이라는 과정에서 더 무거운 원소를 만들어내기에 충분한 온도였어요. 1957년에 호일은 다른 사람들과 함께 초신성 폭발에서 무거운 원소가 어떻게 형성되는지 보여주었어요. 그 연구 덕분에 그의 협력자 W.A. 파울러는 노벨상을 받았죠. 호일은 받지 못했어요. 정말 안타까운 일이었죠.
호일의 이론에 따르면, 폭발하는 별은 모든 새로운 원소를 만들고 우주에 뿌릴 수 있을 만큼 충분한 열을 방출할 거예요. 그 원소들은 가스 구름, 즉 성간 매질을 형성하고, 결국 새로운 태양계로 뭉쳐지는 거죠. 이 이론을 통해 우리는 마침내 우리가 어떻게 이 세상에 오게 되었는지에 대한 합리적인 가설을 세울 수 있게 되었어요. 우리가 지금 알고 있다고 생각하는 상황은 다음과 같아요.
약 46억 년 전, 지름이 약 240억 킬로미터인 가스와 먼지로 이루어진 거대한 소용돌이가 우리가 지금 있는 공간에 축적되기 시작해서 뭉쳐지기 시작했어요. 실제로 태양계의 모든 물질, 99.9%의 물질이 태양을 형성하는 데 사용되었죠. 남은 떠다니는 물질 중에서 두 개의 미립자가 아주 가까이 다가왔고, 정전기에 이끌려 서로 합쳐졌어요.
이것이 우리 행성이 잉태되는 순간이었죠. 갓 태어난 태양계 전체에서 같은 일이 일어나고 있었어요. 먼지 입자들이 서로 충돌해서 점점 더 커다란 덩어리를 만들었죠. 결국 이 덩어리들은 미행성이라고 부를 수 있을 정도로 커졌어요. 이 미행성들이 끊임없이 충돌하면서, 깨지거나 분해되거나 끊임없고 무작위적인 치환으로 재결합했지만, 매번 충돌에는 승자가 있었고, 일부 승자들은 점점 더 커져서 결국 자신들이 지나가는 궤도를 지배했어요.
이 모든 일은 꽤 빨리 일어났어요. 작은 먼지 덩어리에서 수백 킬로미터 지름의 어린 별이 되는 데는 수만 년밖에 걸리지 않았을 거라고 생각되요. 2억 년도 안 되는 기간 동안, 아마도 그보다 더 짧은 기간 동안, 지구는 이미 거의 다 형성되었지만, 여전히 뜨거웠고, 여전히 떠다니는 파편에 자주 부딪혔죠.
이 순간, 약 45억 년 전에 화성 크기의 물체가 지구에 부딪혀서 충분한 물질을 날려 버려 동반성, 즉 달을 만들었어요. 날아간 물질은 몇 주 안에 다시 뭉쳐졌고, 1년도 안 되어 지금 우리와 함께 있는 암석 구체가 되었다고 생각되죠. 달을 구성하는 대부분의 물질은 지핵이 아니라 지각에서 왔다고 생각되는데, 그것이 달에 철이 거의 없고, 지구에는 철이 많은 이유예요. 그런데, 이 이론은 거의 항상 최근에 제시된 것으로 이야기되는데, 사실은 1940년대에 하버드 대학교의 레지널드 데일리가 처음 제시했어요. 이 이론에 대한 유일한 최근 소식은 사람들이 더 이상 중요하게 생각하지 않는다는 거죠.
지구가 최종 크기의 약 3분의 1 정도였을 때, 아마도 이미 대기를 형성하기 시작했을 텐데, 주로 이산화탄소, 질소, 메탄, 황으로 이루어져 있었죠. 우리는 거의 이런 것들을 생명과 연결시키지 않겠지만, 이 유독한 혼합물 속에서 생명이 형성되었죠. 이산화탄소는 강력한 온실 기체예요. 그건 좋은 일이었어요. 왜냐하면 당시 태양은 훨씬 더 약했거든요. 만약 우리가 온실 효과의 혜택을 받지 못했다면, 지구는 아마 영원히 얼어붙었을 거예요. 생명은 아마 영원히 발붙일 곳을 찾지 못했을 거예요. 하지만 생명은 어떻게든 나타났죠.
그 후 5억 년 동안 젊은 지구는 혜성, 유성, 그리고 은하계의 다른 파편들의 끊임없는 충격을 받았어요.
이 과정은 바다를 채우는 물을 만들어냈고, 생명이 성공적으로 형성되는 데 필수적인 성분을 만들어냈죠. 그것은 극도로 적대적인 환경이었지만, 생명은 어떻게든 시작되었어요. 작은 화학 물질 주머니가 꿈틀거렸고, 살아있는 것이 되었죠. 우리는 이 세상에 거의 다 온 거예요.
40억 년 후, 사람들은 이 모든 일이 어떻게 일어났는지 생각하기 시작했죠. 자, 이제 그 이야기를 해볼까요? 음…