성경과 과학

광활한 우주, 또 다른 세계

일상에서 접하지 못했던 경관이나 풍경을 볼 때 우리는 감탄을 금치 못한다. 새롭고 아름다운 것을 볼 때면 심신이 재충전되는 느낌을 받는다. 다른 세계를 접하며, 날마다 반복되는 삶에 찌든 스트레스나 권태감을 한꺼번에 날려버릴 수도 있다. 이 때문에 우리는 여행을 나선다. 힘들게 산을 오르는 이유도, 추운 극지방에서 오로라를 보고자 하는 이유도 마찬가지일 것이다. 하지만 이런 지구의 경치보다 더욱 마음을 동요시키는 것이 있으니 바로 우주의 모습이다. 빛과 어두움이 공존하는 우주는 새로운 것들이 만들어지는 창조의 공간이며 우리가 상상할 수 없었던 미지의 세계가 공존하는 곳이다. 그래서 우주의 모습이 담긴 사진들은 우리의 마음을 사로잡는다. 영원한 시공간이 펼쳐져 있는 우주는 과연 어떤 곳일까? 광활한 공간과 영원의 시간이 펼쳐진 우주 1977년 발사된 보이저 1호가 수십 년의 긴 비행 끝에 태양계 끝자락에 도달했다. “보이저 1호가 태양권을 벗어나 항성 간 공간에…

생태계 유지의 숨은 조력자, 꿀벌

“꿀벌이 멸종하면 4년 안에 인류도 멸종한다.” 과학자 알버트 아인슈타인이 남긴 말이다. 꿀을 채집하여 사람에게 벌꿀을 제공하는 유익한 곤충으로 익히 알려진 꿀벌. 노랑과 어두운 갈색의 경계색이 선명하고 침을 가지고 있어 가까이하기가 쉽지 않은 이 작은 곤충이 무엇이기에 인류의 생존과 밀접한 관계가 있을까? 꿀벌은 육각형의 방들이 이어진 벌집을 짓고 무리 지어 산다. 한 마리 여왕벌을 중심으로 수만 마리가 하나의 군체를 이루는데 무리 중 대부분은 암컷인 일벌이다. 일벌은 꿀, 꽃가루 같은 먹이를 채집하고 집을 짓고 애벌레를 기르며 말벌 등 천적으로부터 벌집을 지키는, 거의 모든 일을 담당한다. 번식을 담당하는 수벌은 오로지 여왕벌이 알을 낳기 위해서만 필요한 존재이기 때문에 벌통 내에서 먹이가 부족하면 일벌에 의해 쫓겨나기도 한다. 몸집이 가장 큰 여왕벌은 일벌과 같은 암컷으로 똑같은 수정란에서 태어나지만 유충기에 로열젤리1를 먹고 자라 여왕벌이 된다. 1. 로열젤리:…

지구 중심으로의 여행

우리가 밟고 서 있는 땅 밑은 과연 어떤 모습일까? 영화 『잃어버린 세계를 찾아서』는 이 질문에 흥미로운 상상력으로 답한다. 영화 속 지구 깊숙한 곳에 펼쳐진 세상은 거대한 동물들이 뛰어다니는 계곡과 굶주린 피라냐가 우글거리는 바다, 강한 자기장으로 암석들이 허공에 부유하는 신비한 모습으로 묘사된다. 누구도 가보지 못한 미지의 세계, 지구 중심으로 여행을 떠나보자. 발아래 세상, 지구 내부 구조 인류가 도달한 최고 높이는 지구에서 달까지 약 38만 킬로미터다. 인류가 만든 물체 중 지구에서 가장 멀리 있는 우주 탐사선 보이저 1호는 지구로부터 약 200억 킬로미터 떨어진 곳을 여행하고 있다. 인류가 광대한 우주를 향해 손을 뻗치고 있는 이때, 지표면을 뚫고 지구 중심을 향해 파고들어 간 깊이가 기껏해야 13킬로미터에 불과하다는 것은 참으로 역설적이다. 지구의 반지름이 약6,400킬로미터인 것을 감안하면 지구의 껍질도 채 벗겨보지 못한 셈이다. 지구 내부는 압력과…

사람에게는 천벌, 식물에게는 천은(天恩)으로 여겨지는 번개

하늘에 짙은 구름이 잔뜩 끼어 있으면 왠지 모르게 무서움을 느낀다. 거기에다 번개나 천둥까지 치면 어떨까? 두려움은 분명 배가 될 것이다. 영상 매체에서 무섭고 공포스런 분위기를 조장하기 위해 빼놓지 않고 등장시키는 것이 천둥과 번개다. 또한, 사람들은 큰 죄를 저질렀거나 사회에 크나큰 해를 끼친 사람에게 ‘저 벼락 맞을 놈!’ 하고 말하기도 한다. 이때 벼락은 하늘에서 내린 ‘천벌’이라는 의미다. 이렇듯 벼락, 번개, 천둥은 우리가 흔히 볼 수 있는 자연현상이면서도 사람들에게 두려운 존재로 여겨져 왔다. 번개는 구름에 의해 생성된 전하가 공기를 통해 흐르는 현상으로, 주로 비가 올 때 볼 수 있는 위아래로 긴 소나기구름에서 생긴다. 공기가 여러 요인에 의해 급격한 상승운동을 하게 되면 온도가 떨어진다. 그러면 공기 중에 있던 수증기는 차가워지면서 응결되어 물방울이 되고, 이 물방울들이 모여 점차 구름을 형성한다. 이렇게 급속히 만들어진 구름은…

어머니 몸속에 있는 생명의 물, 양수

한 분유 회사의 광고에 물속을 헤엄치는 갓난아기가 등장한 적이 있다. 목도 잘 가누지 못하는 갓난아기의 수영 장면을 보고 사람들은 대부분 연출된 것이라고 반응했다. 그러나 놀랍게도 이 장면은 실제로 가능하다. 아기는 물속에서 두려워하기는커녕 평안함을 느낀다. 신생아일수록 더욱 그렇다. 신생아들은 물속에서 아주 평온하게 떠다니고, 눈도 뜰 수 있으며, 가라앉으면 가볍게 물장구도 친다. 어떻게 이런 일이 가능한 것일까? 비록 생후 3개월 뒤에는 잊어버리지만, 아기들이 열 달 동안 엄마 자궁 안의 양수(羊水)라는 물속에서 지낸 것을 기억하기 때문이다. 태아를 품어 안고 10개월을 보내는 양수는 단순한 물이 아니다. 엄마의 품을 대신하는 요람과도 같다. 가장 먼저 양수는 푹신한 쿠션처럼 외부의 충격으로부터 태아를 보호한다. 예를 들어 엄마의 배가 갑작스럽게 눌리거나 무언가에 부딪혔을 때 그 충격을 양수가 흡수하여 태아는 직접적인 영향을 받지 않는다. 또한, 탯줄이 태아의 몸에 감기면 혈류를…

생명의 타임캡슐, 씨앗

마음이 담긴 물건들과 추억까지 함께 넣어 오랜 시간이 지난 뒤에 개봉하는 타임캡슐. 최초의 타임캡슐은 1939년, 뉴욕 만국박람회 때 묻힌 것으로 5,000년 뒤인 6939년에 개봉될 예정이라고 한다. 만물 속에도 오랜 인고의 세월을 견디고 생명을 싹 틔우는 타임캡슐이 있다. 바로 씨앗이다. 가장 오래된 타임캡슐이 100년이 채 되지 않은 데 반해 이스라엘에서 발견된 어느 종려나무 씨앗은 2,000여 년의 세월을 넘어 싹을 틔웠다. 이 견고한 식물의 씨앗들은 어떻게 만들어질까? 식물의 가장 많은 종을 차지하는 속씨식물은 꽃가루와 밑씨가 만나 씨앗을 만든다. 동물과 달리 움직이지 못하는 식물은 성숙한 꽃가루를 다른 꽃의 암술머리에 옮기기 위해 물, 바람, 곤충, 새 등의 도움을 받는다. 꽃가루가 암술머리에 안착했지만 밑씨와의 거리는 아직도 멀다. 그래서 꽃가루는 꽃가루관이라는 긴 관을 만든다. 꽃가루관이 밑씨에 도착하면 꽃가루에 있는 핵이 관을 타고 내려가 밑씨와 결합하여 수정된다.…

살아 있다는 증거, 통증

성경이 알려주는 천국은 아픔이 없는 곳이다. 평생 아픔을 느끼지 않고 산다면 얼마나 좋을까? 그러나 아픔 자체가 아예 없는 천국이라면 모를까, 사람이 아픈데도 통증을 느끼지 못하는 것은 그리 좋은 일이 아니다. 2011년, ‘통증’이라는 독특한 제목의 영화가 개봉됐다. 영화는 자신의 실수로 가족을 잃은 후 죄책감으로 온몸의 감각을 잃어버려 통증마저 느끼지 못하는 남자와, 희귀병으로 작은 통증조차 치명적인 여자의 아이러니한 만남을 그렸다. 통증을 느끼지 못하는 남자 주인공과 작은 통증도 간과할 수 없는 여자 주인공의 상반된 이야기처럼 통증은 너무 느끼지 못해도 문제, 너무 민감해도 문제다. 통증은 우리 인체에 어떤 의미를 지니는 것일까? 통각은 가장 정확한 피부 감각 통증이란 실제적 또는 잠재적인 조직 손상과 관련되거나 그러한 손상에서 생기는 불쾌한 감각을 말한다. 쉽게 말하면, 신체 중 어딘가에 이상이 생겨 발생하는 기분 나쁜 느낌으로, 몸에 분포되어 있는 통점이…

지구의 대기와 자기장

만약 지구에 대기와 자기장이 없다면 어떨까? 달처럼 유성과의 충돌로 움푹 팬 크레이터(crater)들이 지구 표면에 수도 없이 생기게 될 것이고 무엇보다 지구에 생물이 존재할 수 없을 것이다. 그만큼 지구의 대기와 자기장은 중요한 역할을 한다. 지구의 대기와 자기장이 지구상의 생물에게 없어서는 안 될, 보호막과 방패가 되고 있기 때문이다. 생물의 생존에 최적화되어 있는 지구의 대기 지구는 현재까지 알려진 바로는 태양계 내에서 유일하게 생물이 존재하는 행성이다. 지구의 특징 중 하나는 생물이 생존하기에 적합한 대기가 지구를 둘러싸고 있다는 것이다. 이는 지구의 중력이 생명체가 살아가는 데 꼭 필요한 기체를 가장 적정한 양만큼 대기에 가둬놓기 때문에 가능하다. 지구의 대기는 질소와 산소, 이산화탄소가 적정 농도로 조성되어 있고 대기압도 생물체의 생존에 가장 적당한 1기압 정도이다. 또한 단열과 보온 역할을 적절히 수행하여 지구의 평균온도를 큰 변화 없이 유지하는 데도 중요한…

모성 본능

자연계의 모든 생물은 잡아먹힐까 두려워 천적에게서 도망친다. 그러나 모성에서 우러나온 용기는 그러한 자연의 섭리마저도 거스르게 한다. 기린이 두려운 기색 하나 없이 다섯 마리의 굶주린 사자들을 향해 돌진하고, 다람쥐가 목숨을 걸고 뱀과 싸우는 단 하나의 이유는 어린 새끼를 지키기 위함이다. 바다에서는 새끼 돌고래를 공격한 상어가 어미 돌고래에게 받혀 죽는 일까지 일어난다. 냉혹한 야생의 세계에서 새끼를 지키기 위한 어미들의 사투는 놀랍고도 감동적이다. 사람도 예외는 아니다. 극단주의 무장단체 대원과 결혼하겠다며 집을 나간 철없는 딸을 직접 구출한 엄마도 있다. 무장단체의 본거지에 들어간 딸은 곧 후회하며 엄마에게 도움을 요청했다. 정부도 속수무책인 상황에서 딸을 구하기 위해 죽음을 무릅쓴 구출 작전을 감행한 엄마의 용기는 실로 대단했다. 사고 현장에서 엄마 품에 안겨 살아남은 아기나 초인적인 힘으로 아기를 구해낸 엄마의 이야기 등 모성의 강인함은 우리 주변 곳곳에서 발견할 수…

부모님께 받은 수명

초고령화 사회를 목전에 두고 국내에서도 ‘무병장수’와 관련한 뉴스가 적잖이 보도되고 있다. 120세를 넘게 살아 기네스북에 이름을 올린 사람들의 장수 비결이 전해지기도 하고 세계 도처의 장수 마을과 그 마을 주민들의 생활 습관이 상세히 소개되기도 한다. 얼마 전에는 일본에 살던 세계 최장수 개가 26년 만에 숨졌다는 내용까지 해외 화제로 보도되었다. 남들보다 오래 살았다는 것이 세간의 관심을 끄는 이유는 무엇일까? 이는 동서고금을 막론하고 오래 살기를 염원해온 인류 공통의 욕구 때문이라고 할 수 있겠다. 눈부신 문명의 발전을 이룬 오늘날까지도 아직 과학이라는 학문으로 다 풀어내지 못한 신비스러운 영역이 바로 ‘생명’이라는 것을 방증하는 대목이기도 하다. 생명이란 사실 누구나 쉽게 느낄 수 있지만, 이를 정의하기는 매우 어렵다. 생명은 생물이 살아 있을 때 갖는 공통적인 속성으로 보편적으로는 물질대사1, 재생, 성장 등 여러 특징으로 정의되고 있으나 아직 과학적으로 완벽하게…

우리 몸의 체온 유지

1997년 큰 흥행을 이뤘던 영화 ‘타이타닉’. 타이타닉호가 대서양의 깊은 바닷속으로 침몰하던 순간, 뼛속까지 스미는 차디찬 바닷물 속에서 주인공 잭은 가까스로 물에 뜬 배의 잔해 위로 로즈를 올리고 결국 싸늘히 식어버린 채 물속으로 가라앉고 만다. 잭과 로즈의 마지막 이별 장면은 많은 사람들을 안타깝게 했으며 지금도 영화의 명장면 중에 하나로 손꼽힌다. 영화 ‘타이타닉’은 실화를 바탕으로 만들어졌다. 1912년 4월 10일, 당시 세계에서 가장 큰 배였던 타이타닉호는 2,200여 명의 승객을 태우고 영국 사우샘프턴을 떠나 미국 뉴욕을 향하여 첫 항해를 시작했다. ‘절대 가라앉지 않는 배’로 불리던 타이타닉호는 예상치 못한 자연의 위력 앞에 한낱 장난감에 불과했다. 나흘 후, 빙산과의 충돌로 선체가 두 동강 난 채 심해로 가라앉은 것이다. 침몰 후 약 2시간이 지나지 않아 주변을 지나던 카르파티아호가 무전을 받고 도착했지만, 구명정에 타고 있던 사람들을 제외한 1,500여…

피는 못 속인다

1920년, 자신이 제정 러시아의 마지막 황녀 아나스타샤라고 주장하는 여인이 나타났다. 볼셰비키 혁명으로 제정 러시아의 황실 가족들이 무참하게 암살당한 지 2년 만의 일이었다. 러시아의 마지막 황제 니콜라이 2세의 공주 4명 가운데서도 가장 귀여움을 받았던 넷째 아나스타샤의 등장은 러시아 황실의 비극에 대한 동정론과 맞물리며 세간의 이목을 집중시켰다. 애나 앤더슨이라는 이 여인은 황실에 대해 속속들이 알고 있었고 황실 예절에도 익숙한 데다 그녀에 관한 주변 사람들의 증언까지 더해지면서 논란의 중심에 섰다. 37년 동안 계속된 진실 공방 끝에 1970년, 독일 대법원은 ‘증명할 수도, 부정할 수도 없다’는 판결을 내렸다. 앤더슨은 죽는 순간까지도 자신이 아나스타샤라는 주장을 굽히지 않았다. 하지만 1991년, 암매장됐던 황실 가족들의 유골이 발견되면서 미궁 속 사건은 새로운 국면을 맞았다. 유골에서 채취한 DNA와 앤더슨의 DNA를 비교 분석한 결과 ‘관계없음’으로 판명 난 것이다. 진실이 명확하게 밝혀진 것은…

생존에 최적화된 인간의 감각기관

어릴 적 보았던 영화 속 우리들의 영웅, 슈퍼맨. 그는 초인적 능력을 갖추고 있었다. 하늘을 자유롭게 나는 것은 물론이고, 자동차를 한 손으로 들어 올릴 만큼 엄청난 힘, 멀리 있는 물체를 볼 수 있는 뛰어난 시력, 먼 곳에서 들려오는 아주 작은 소리도 들을 수 있는 청력 등은 인간이 가질 수 없는 능력들이다. 이런 이유로 아이들에게 슈퍼맨은 그야말로 선망의 대상이었다. 우리가 슈퍼맨처럼 특별한 능력을 얻게 된다면 무슨 일이 벌어질까? 외부 자극에 대한 적절한 반응 인간은 감각기관을 통해 주변 환경에서 오는 여러 가지 신호와 정보를 수용한다. 대뇌는 이를 종합적으로 판단, 분석하여 운동기관인 근육으로 적절한 명령을 내려 자극에 반응하도록 한다. 이를 ‘자극과 반응’이라 하며, 인간뿐만 아니라 모든 생명체는 이런 시스템을 갖추고 있다. 만일 외부의 위험에 대해 적절히 반응할 수 없다면 생명을 잃을 수도 있다. 자극에…

비행(飛行), 하나님의 창조 능력

미끄러지듯 하늘을 나는 다양한 생물들의 모습은 우리가 자연에서 볼 수 있는 매혹적인 장면 중 하나다. 유사 이래로 인류는 하늘을 나는 조류에 많은 관심을 보여왔다. 창공으로 높이 솟아오르는 독수리의 모습보다 더한 장관이 있을까? 고대부터 인간의 상상력과 꿈은 언제나 하늘을 향해 있었고 인류는 새처럼 자유롭게 날 수 있기를 소망해왔다. 지구 상에 존재하는 조류가 만여 종이 넘는다는 사실은 참으로 놀랍다. 그러나 새만이 하늘을 날 수 있는 것은 아니다. 날아다니는 수백 종의 곤충들, 박쥐처럼 날 수 있는 포유류, 그 외 비행이 가능한 파충류와 어류도 있다. 연체동물도 예외는 아니어서 훔볼트 오징어(Humboldt squid)는 물줄기를 뿜어내며 그 추진력으로 물 위를 나는 물고기처럼 수면 위로 높이 뛰어오른다. 날아올라 깜짝 놀랄 광경을 연출하며 오징어는 포식자를 따돌린다. 비행을 이해하기 위해서는 공기역학, 공기탄성학, 경량구조에서 응력1 과 좌굴2 안정성, 추진과 에너지 전달,…

자연 속의 규칙

언뜻 생각하기에 자연의 모습은 혼란스럽고 혼돈이 가득한 세계이다. 나무가 우거져 있고 아무 곳에나 뿌리를 내린 수많은 식물들, 종조차 헤아릴 수 없는 곤충들과 울부짖는 짐승의 소리, 정형화할 수 없는 기기묘묘한 모습이 가득한 소란스러운 세상이다. 흔히 억지로 꾸미지 않은 것, 저절로 된 것을 자연스럽다고 표현한다. 모두가 은연중에 자연(自然)은 규칙이나 형태를 찾을 수 없는, 아주 우연한 것으로 여기고 있는 것이다. 그러나 자연은 가장 작은 원자에서부터 결정체, 식물, 동물, 인체, 날씨, 그리고 가장 거대한 은하단에 이르기까지 모두 일시적인 형태를 통해 이상적인 형태, 즉 패턴을 이루고 있다. 자연 속의 어떠한 것을 지적하더라도, 그것은 작은 패턴을 이루고 또 더 큰 패턴의 일부를 이룬다. 생명체의 경이롭고 다양한 모습 가운데 식물에서 ‘두 장의 잎이 이루는 각도’를 살펴보자. 이것을 ‘개도(開度, divergence)’라고 한다. 사람들은 보고도 그저 지나치기 쉬우나 르네상스 시대의…