50억 년 후 기다려 맞이하는 태양과 지구의 운명,(4/4)
50억 년 후 기다려 맞이하는 태양과 지구의 운명,(4/4)
-팽창하는 태양으로부터 지구는 도망칠 수 있을까?-
태양의 죽음
볼프강 바우리(Wolfgang Ernst Pauli, 1900-1958, 오스트리아출신 스위스 물리학자)는 신랄함으로 알려진 오스트리아 양자론의 선구자(예를 들면 그는 이런 세리프를 토하였다. <군의 머리의 회전이 느린 것은 괜찮다. 내가 싫은 것은 군이 생각보다 빨리 논문을 발표하는 것이다.>)
그는 1925년에 양자역학에 따르면, 2개의 양자는 어느 거리보다도 가까이 하지 않은 데에 눈치를 챘다. (혹시 조금 정확하게 말하면 양자역학은 같은 종류의 두 개의 물질입자가 동일한 상태를 차지하는 것을 금한다. 그러나 여기서는 가까이 하지 않는다고 조잡하게 말하는 방법으로 충분하다.)
그 후 몇 사람의 연구자가 얻은 통찰보다 바우리의 결과는 작은 입자에 초점을 맞추고 있었음에도 불구하고 태양 등 큰 천체의 운명을 이해하기 위한 열쇠가 된다는 것이 밝혀졌다.
태양이 수축함에 따라 중심부에 포함된 전자는 점점 고밀도가 되고 언젠가는 전자밀도는 바우리의 배타원리에 의하여 정해지는 한계에 달한다. 그 이상 수축하면 바우리원리에 저촉한다는 밀도에 달하면 강한 양자적인 힘이 작용하고 전자들은 그 이상 지레로도 움직이지 않게 된다.
전자들은 각자의 개체의 거리를 요구하여 그 이상 꽉꽉 채우는 것은 절대로 되지 않는다고 말한다. 그렇게 되면 태양의 수축은 정지한다.
중심부에서 멀리 떨어진 태양의 외각(外殼)은 이어서 팽창을 계속하여 온도가 내려가고 최종적으로는 우주공간에 표류한다. 후에는 탄소나 산소로 된 초고밀도의 둥근 천체가 남겨진다.
백색왜성이라 불리는 그 천체는 그로부터 다시 수십억 년 정도 빛을 계속 발할 것이다. 그러나 그 앞에 핵융합에 필요한 온도가 얻어지지 않아서 열에너지는 천천히 우주공간에 산일하고 태양의 잔해는 타다 남은 최후의 잔불처럼 식어서 검게 되어 끝내는 빛을 내지 않는 암흑의 구체가 될 것이다.
마천루의 10층에서 계단을 수 계단 올라간 곳에서 태양은 완전히 빛을 잃을 것이다.
그것은 온화한 종말이다. 다음 단계를 향하여 빌딩의 계단을 다시 올라가면 우주전체를 기다리고 있는 파멸적인 종국과 비하면 더하다.
（번역：아오키가오루/青木 薫）
일본어원문=50億年後に待ち受ける太陽と地球の運命──膨らむ太陽から地球は逃げ切れるか