밤하늘이 검은 이유는 무엇인가?

일반인들이 이런 질문을 듣는다면

'왠 정신 나간 철학적 이야기인가' 혹은

'태양이 없으니 당연히 검은색이지'

'별빛이 없으니 검은색 아니겠냐' 라고 흘려버릴 수 있다



그러나 조금만 더 심각하게 생각해 본다면 이것은 엄청난 미스테리다

바로 관측으로 알려진 별의 갯수 때문이다

은하에는 태양과 같은 스스로 빛을 내는 항성, 즉 우리가 별이라고 부르는 천체가

지금까지 알려진 갯수로만 수천억개가 있다

그리고 이러한 은하가 역시 지금까지 알려진 갯수로만 수천억개가 있다

즉, 수천억x수천억 이라는 숫자의 별이 우리의 머리 위에 떠 있는 것이다



이 수천억x수천억 이라는 숫자가 얼마나 가공할 숫자인지는

스스로 그 갯수를 어림잡아보면 알 수 있을 것이다

밤에 창문을 열고 먼 밤 하늘에 매우 조그만 원을 그린다고 가정하고

그 원이 쭈욱 늘어나 우주의 끝까지 길게 늘어선다면

그 원이 지나는 곳에는 엄청난 숫자의 별이 있는 것이다



즉, 밤하늘에는 엄청난 갯수의 별이 있으므로 낮과 똑같이 하늘은 검은색이 아니라

환한 빛으로 가득 메워져야 하는 것이다



이것을 올베르스의 역설이라고 부른다

뉴턴이나 아인슈타인이 굳게 믿고 있었던 '무한하고 균일한 우주' 에서는 결코

밤하늘이 검을 수 없는 것이었다

간단해 보이지만 너무도 난해하여

수백년동안 천문학자들의 머리를 아프게 했으며

오늘날에도 수많은 교양서적, 학교에서 이것에 대한 해답을

잘못 가르치고 있는 경우가 오히려 훨씬 많다고 한다



이 역설에 대한 대표적인 잘못된 해결책



1. 멀리있는 별에서 출발한 빛이 우주의 먼지와 가스층에 흡수되어 지구에 도달하지 못한다



틀렸다

먼지와 가스층이 우주공간을 메우고 있다 하더라도

수억,수십억년 동안 천체로부터 발산된 빛에 노출되면

먼지구름은 결국 별의 표면처럼 강렬한 빛을 발산하게 된다

따라서 지금쯤이면 별이 발산한 빛이 아니더라도

먼지구름이 발산한 빛에 의해 밤하늘은 여전히 밝아야 한다



2. 멀리있는 별일수록 그 빛은 희미해진다



물론 맞는 말이다

그러나 이 역시 올베르스의 역설을 해결하지 못한다

밤하늘의 한 부분을 바라보면 멀리 있는 별일수록 분명 그 빛은 희미해지지만

멀리 갈수록 별의 갯수는 더 많아지기 때문이다

즉, 멀리 갈수록 빛이 희매해지는 효과와 멀리 갈수록 별이 많아지는 효과가

서로 상쇄되어 밤하늘은 여전히 밝게 빛나야 하는 것이다



이에 대한 해답을 '정확히' 가장 먼저 푼 것은

놀랍게도 과학자가 아닌 저 유명한 추리 작가

애드거 알랜 포 였다

죽기 직전 출판한 '유레카' 라는 산문 시집에 등장하는 문구에서이다



별들이 끝없이 나열되어 있다면 밤하늘은 눈부시게 빛나야 한다

광활한 우주공간에서 '별이 존재할 수 없는 공간' 이라는 것이

따로 있을 이유가 없기 때문이다

그러므로 우주공간의 대부분이 비어 있는 것처럼 보이는 것은

멀리 있는 천체로부터 방출된 빛이 아직 우리 눈에 도달하지 않았기 때문이라고

생각할 수 밖에 없다



이것이 정답이다

너무도 멀리 떨어져 있는 별이 내는 빛이 아직 이 지구에 도착하지 않았기 때문에

밤하늘의 대부분은 검게 보이는 것이다

100억 광년의 거리에 있는 별의 빛이 우리 눈에 도달하기까지는

100억 년이라는 가공할 시간이 필요하다

그러나 불행히도 우리의 지구는 아직 46억년밖에 나이가 들지 않았다

우주는 유한하며 빛의 속도는 한계가 있기 때문에 밤하늘은 검은 것이다



억겁의 세월이 흘러 지구가 수십억년의 나이를 더 먹게 되면

저 멀리 있는 별들의 빛이 언젠가 지구에 다다르게 되고

아마도 그때는 지금보다 훨씬 밤하늘이 환하게 비추고 있을 것이다



때론 우주의 엄청난 나이 중에

내가 이런 시기에 태어나고 밤하늘을 보고 있다는 것이

너무도 행운은 아닌가 생각한다

밤하늘이 아름다운 이유는

새까만 도화지에 외로이 빛을 내고 있는 별과 달 때문이다



훨씬 훗날 태어났다면

어둠 속에 간간히 빛을 내고 있는 별들의 아름다움을 느끼지 못하는

환한 밤하늘을 무심하게 바라보고 있을지도 모르겠지
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이 글도 가만히 읽어보면 모순이다.