우주의 나이
현재 우리가 살고있는 지구와 지구가 속해있는 태양계, 그리고 우주.. 이러한 시스템은 언제부터 시작되어 왔을까? 가장 먼저 우주가 생겼을 것이고, 태양을 중심으로 태양계가 발원하여 지구가 형성되었을 것인데, 과학의 진보에 따라 그 기원과 나이를 추정하는 이론들이 많아졌다. 우선 우주의 기원에 대해서는 빅뱅이라고 불리는 대폭발이론이 우주론의 한 분야로 정상우주론과 함께 가장 유력한 모델로 발전해왔다.
빅뱅
이 이론에 따르면, 우주의 폭발에 앞서, 현재 우주에 존재하는 모든 물질과 에너지는 작은 점에 갇혀 있었는데(절대적인 무의 세계), 우주 시간 0초의 폭발 순간에 그 작은 점으로부터 물질과 에너지가 폭발하여 서로에게서 멀어지기 시작했고, 이 물질과 에너지가 은하계와 은하계 내부의 천체들을 형성하게 되었다는 것이다. 이러한 빅뱅이론은 우주가 팽창하고 있다고 주장하는 허블의 관측을 근거로 하고 있는데, 그는 은하의 이동 속도가 지구와의 거리에 비례한다는 사실도 알아냈다. 이것은 은하가 지구에서 멀리 떨어져 있을수록 빠르게 멀어지고 있음을 의미하는 것이다.
우주는 시간과 공간에 관계없이 항상 변하지 않으며, 우주가 시작도 끝도 없이 영원히 존재하며 그 안에서 새로운 물질을 꾸준히 만들어내고 일정부분 팽창한다는 정상우주론과 함께 우주의 기원을 설명하는 양대이론으로 자리잡았다.
대폭발(빅뱅)이론에 따르면, 우주의 나이는 대폭발로부터 지금 현재까지 이르는 시간으로 관측과 모형에 따른 분석결과에 따르면, 약 138억년 정도라고 한다. 하지만, 대폭발이론은 우주탄생 1초이후의 상태에 대해서는 많은 의문들을 풀어냈지만, 폭발하는 순간의 무에서 유, 즉 폭발하는 순간의 엄청난 에너지의 발생을 설명하기에는 부족한 단점이 있다.
태양계의 나이
1950년대부터 시작된 미국과 구 소련의 우주비행을 위한 개발 경쟁으로 본격적인 우주시대가 열리고, 달에 대한 착륙과 운석 채집, 그 이후 탐사선을 지구밖으로 보내어 받게 되는 수많은 정보들로 인하여, 태양계의 기원에 대한 많은 이론들이 전개되기 시작하였다. 현재 과학자들이 추측하는 태양계의 탄생시기는 약 46억년전 정도로 보고 있다.
태양계
현재 가장 유력한 가설로 인정받고 있는 성운 모형에 따르면, 거대한 분자구름의 일부분이 중력 붕괴를 일으키며 형성되었고, 이 붕괴한 질량의 대부분이 중심부에 집중되어 태양을 형성하게 되었다고 한다. 그리고, 그 주위에 있던 나머지 물질들, 가스물질과 먼지들이 중력에 이끌리거나 천체간 충돌 등으로 인한 파편과 뭉치게 되어 지구와 같은 행성, 달과 같은 위성, 그리고 소행성 및 핼리 혜성과 같은 다른 태양계 천체들로 발전하게 되는 얇은 원반모양의 원시 원반으로 진화하였고, 태양의 인력에 이끌려 궤도를 형성하게 되어 현재와 같은 모습을 띄게 된 것으로 추측하고 있다.
태양계의 미래는 태양의 미래에 따라 결정될 것인데, 태양이 가지고 있던 수소를 태워 거의 고갈이 되면, 잔여 연료를 태우면서 내부 온도는 더 뜨거워지며, 연소 속도는 더욱 빨라져 태양은 11억년마다 10퍼센트씩 밝아지게 된다.
10억년 후 이와 같은 태양의 복사량 증가로 지구는 가열되어 심해에 사는 생명체를 제외한 육상생명체는 전멸할 것이다.
그리고, 35억년후의 지구는 금성과 같은 상태의 뜨거운 행성으로 바뀔 것이고, 약 64억년후에는 수소가 고갈되어 핵의 수소가 헬륨으로 치환되고 중심핵은 수축하고 외곽은 확장하면서 적색거성으로 가는 절차를 시작하게 된다. 약 76억년 후에는 백색왜성과 같은 별의 시체를 만들어 내며, 태양 주변 항성의 중력으로 태양계 주변 궤도가 망가지게 될 것이다. 태양이 힘이 없어지면서 궤도를 유지하지 못하게 되면, 행성들이 하나 둘씩 태양계로 부터 멀어지고 떠돌아 다니게 될 것이고 태양 홀로 남게되다가 죽어가게 될 것이다.
지구의 나이
지구의 나이와 관련한 연구자료들에 의하면 태양의 나이에 근접하는 45억년-46억년 정도로 추정된다. 지구의 나이를 추정하기 위해 암석에 대한 우라늄 광물 연대측정을 하고, 태양계내에서 가장 오래된 고체 구성물질인 칼슘-알루미늄 다수 내포물의 연대측정도 실시하여 추정한 결과들이다.
달의 기원에 대한 거대충돌가설에 의하면 지구가 형성되기 시작하는 초기에 화성의 크기만한 외부천체인 테이아가 지구와 충돌하면서 일부 천체가 날아가 지구의 중력에 의해 지구 주변을 도는 궤도를 형성하였고, 주변의 기체와 먼지구름을 빨아당기면서 달이 되었다고 한다. 이 때 지구와 충돌한 각도가 45도가 되어 지구에 절대적인 영향을 미치게 되었다.