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별이 빛과 열을 내는 이유, 별이 사라진 다면

by myblog1784 2025. 4. 21.

우주
우주

 

별이 빛과 열을 내는 이유 

 

   원시별은 회전을 하면서 중심축으로 더욱더 수축한다.  이때 별의 안쪽은 수축이 크게 일어나 압력이 높아지고 바깥쪽은 수축이 작게 일어나 압력이 낮아진다. 따라서 대부분의 별은 안쪽으로 들어갈수록 압력이 높아지게 된다. 

 

   이러한 수축의 결과로 별의 내부의 압력은 점점 커지게 되고 내부 온도는 점점 올라가다가 10,000° C에 이르면 대부분의 수소가 이온화된다. 수소는 수소 핵인 양성자와 그 주위를 도는 전자로 구성되어 있는 가장 가벼운 원소이다. 

 

  수소의 이원화란 온도가 높아짐에 따라 수소 핵 주위를 돌고 있던 전자가 충분한 운동에너지를 얻어, 더는 수소 핵에 의한 전기적 인력에 붙잡히지 않고 자유롭게 공간을 돌아다니게 되는 것을 말한다. 

 

   핵으로부터 전자를 떼어내는 데는 큰 에너지가 필요한데, 이를 온도로 환산하면 약 10,000° C정도이다. 원시별의 내부 온도가 점점 올라가 2,000만° C에 이르면 수소의 원자핵들이 결합하여 헬륨을 만드는 핵융합 반응이 일어난다. 이 반응에서 에너지가 발생하는데 수소는 원자핵들이 많으므로 핵융합 과정에서 큰 에너지가 발생한다. 이 에너지가 바로 별에 열과 빛을 주게 되는 것이다. 

 

   별이 사라진 다면 (별이 사라진 암흑 우주 )

 

  별은 핵융합 반응을 통해 스스로 빛을 내는 천체이다. 그래서 별이 사라진다는 것은 우주에 빛을 내는 천체가 사라짐을 뜻한다. 

 

별은 우주로 빛에너지와 열에지를 내보내 별 주변을 따뜻하게 만든다. 태양 에너지가 지구의 온도를 유지시켜 주는 것과 마찬가지이다. 현재 전 우주에 걸쳐 관측되는 우주 배경 복사의 온도는 약 3K(약 -270° C)이다. 우주가 팽창함에 따라 온도가 점점 낮아지고 있는데 별이 사라지면 더 이상 빛과 열이 공급도지 않아 우주의 온도는 더 빠른 속도로 낮아지게 될 것이다. 

 

   별은 우주에 새로운 원소를 만들어 내는 공장과 같다. 별의 중심부에서는 핵융합 반응을 통해 헬륨(He), 탄소(C), 산소(O), 규소(Si), 철(Fe)과 같은 원소들이 만들어 진다. 큰 별이 죽음을 맞아 '초신성 폭발'을 하면 우라늄(U), 납(Pb), 금(Au)과 같은 더 무거운 원소가 만들어지고, 이는 다시 별과 행성등의 천체 재료가 되어 우주를 구성한다. 그래서 별이 사라진다면 더 이상 새로운 원소가 만들어지지도, 재활용되지도 못해 우주의 물질 순환이 멈추게 된다.

 

    별은 중력 작용을 통해 우주 시스템을 지탱하고 있다. 예를 들어 태양의 중력에 의해 태양계가 형성되듯 수십~수십만 개의 별이 모인 성단, 수천억 개의 별이 모인 은하도 별의 중력 영향으로 만들어진 '별 집단'이다. 타원은하, 나선 은하와 같은 은하의 모양, 은하와 은하의 충돌, 블랙홀 등 다양한 천문 현상도 별이 중력이 작용했기 때문인데 별이 사라지면 잡아당기는 힘이 사라지는 것이다. 따라서 남아 있는 천체들은 사방으로 흩어져 기존과 다른 천체 운동을 하게 된다. 

 

  태양계에서 별이 사라진다는 것은 '태양'이 사라진다는 뜻이다. 또한 지구를 움직이는 에너지원의 99.9%가 태양이기 때문에 태양이 사라지면 물과 대기의 순환이 멈추고, 온도는 급강하며 광합성이 불가능해져 인류를 비롯한 지구 생명체는 살아남지 못할 것이다. 

  

   예로부터 별은 시간의 기준이 되어 왔다. 대표적인 예가 계절별로 변하는 별자리의 위치와 태양을 기준으로 하루, 1년을 정한 태양력이다. 심지어 달의 모양이 변하는 것을 보고 날짜를 구분한 태음력도 태양 빛을 받는 달의 위치가 달라지는 것이 기준이었다. 그런데 별이 사라지면 이런 시간의 기분이 무너져 새로운 시간 체계를 만들기까지 극심한 혼란에 빠지게 된다.  

 

 

   밤하늘에 떠 있는 별은 별에서부터 출발한 빛이 초속 30km로 날아와 우리 눈에 보이는 것이다. 따라서 현재 우리가 보고 있는 별은 과거에서 출발한 빛인 셈이다. 태양 빛이 지구에 오기까지 걸리는 시간은 8분 20초라서 태양이 사라진다면, 우리 눈에는 8분 20초 후에 안 보일 것이다. 태양을 제외하고 지구에서 가장 가까운 별은 4.2광년 떨어진 프록시마 센터 우리로, 4년 2개월 후 프록시마 센터 우리를 시작으로 밤하늘의 별이 하나둘씩 사라질 것이다.