The Universe

태초에 어둠이 있었고 대폭발이 일어나

시간과 공간, 우주 물질이 끝없이 팽창했습니다

신비롭고 감동적이며 늘 새로운 발견이 기대되는

비밀스러운 이 공간은

바로 우주입니다

지난 45억 년 동안

우리 태양계는 대규모 참사를 겪었습니다

거듭되는 재앙으로 행성의 평화는 무참히 깨졌죠

큰 충돌로 행성 자체가 기울어졌을 수도 있어요

행성은 충돌하거나

화산 활동에 휩싸이기도 하고

태양계에서 떨어져 나가기도 했습니다

태양계의 대혼란기에는 어떤 행성도 안전하지 못했죠

소행성이 고속으로 충돌한다면

수성의 지각 일부분이 떨어져 나가고

어쩔 수 없이 일부는 지구에 떨어집니다

지구의 안전을 믿었다면 다시 생각하세요

행성들을 뒤흔들었던 태초의 재앙부터

모두 흔적 없이 사라지게 할 미래의 최대 참사까지

마음의 준비를 하세요

행성을 뒤흔들었던 10대 재앙을 만나러 출발합니다

지금은 평온한 우리 행성 지구도

충돌의 참사를 겪었습니다

거대한 폭발 그리고 대규모 멸종

하지만 태양계 이웃 행성의 종말론적 충격에 비하면

지구의 참사는 말하기 무색할 정도죠

태양계는 대혼란기에 탄생했으며

수십억 개의 암석들이 서로 충돌하면서

지금의 행성들을 만들었습니다

태양계 형성 시기에는 끝없는 충돌이 있었죠

많은 미행성과 원시행성이 서로 충돌하고

스치거나 태양계 밖으로 방출하고

태양을 향해 밀어버리자

결국 일부 행성만 살아남았죠

태양계 초기에는 마치 핀볼 기계의 공처럼

끊임없이 충돌하면서 행성끼리 파괴하기도 하고

만들거나 부수면서 지금의 모습을 만들어 냈어요

하지만 그 당시는 우리가 살만한 장소가 아니었죠

살아남은 행성이 형태를 잡아가자 충돌의 강도는 더 세졌습니다

행성의 10대 재앙 중 가장 먼저 일어난 참사는

'파괴된 수성의 맨틀'입니다

수성은 태양의 인접 행성이며

태양계에서 가장 작은 행성이죠

과학자들은 이 작은 행성이

가장 강력한 충돌을 겪었다고 믿습니다

수성은 불가사의한 존재예요

중심부에 있는 철 성분의 핵이 행성의 40%를 차지하죠

반면 지구의 경우 핵은 20%밖에 안 됩니다

수성보다 3배나 큰데도 말이죠

수성은 신비로운 존재인데

태양계에 버티고 있는 커다란 볼베어링 같아요

댄 더다 사우스웨스트 연구소

순도 높은 강철 덩어리 같죠

어떻게 밀도가 높아졌을까요?

행성 간 충돌이 원인이라는 학설도 있습니다

그럴 경우 어떻게 충돌해야 할까요?

포탄을 활용해 충돌 상황을 재현해 보면

어떤 일이 일어났는지 짐작할 수 있죠

미국 독립혁명 시 사용한 대포로 포탄을 발사하겠습니다

목표는 37m 떨어진 석고로 감싼 볼링공입니다

석고에 싸인 볼링공은 수정의 초기 모습에 해당하는데

여기서 석고는 맨틀과 지각이죠

무기 전문가 개리 하퍼가 이 대포를 쏠 겁니다

개리, 설명 좀 부탁해요 아주 간단해요

먼저 적당량의 화약을

대포 속에 넣고요

- 깊숙이요 - 네

그 다음 포탄을 넣고 고정한 후 시작하죠

- 화약 위에 고정했어요 - 속도가 얼마나 되나요?

초속 91m쯤 될 겁니다

그럼, 시속 322km네요 파괴력이 엄청나겠군요

- 청력 보호대는 해야죠? - 그럼요

- 이거 제 안경 맞죠? - 네, 맞아요

고마워요

이제 도화선만 연결하면 발사 준비 완료예요

- 좋아요, 발사해 보죠 - 조심하세요

대단하네요!

- 명중이에요 - 봤어요?

- 박살 냈어요 - 해냈네요

- 가서 한번 볼까요? - 네, 가보죠

- 난리군요 - 보세요, 석고가 떨어져 나갔어요

바로 이것이 과학자가 생각하는 수성의 지각이 날아간 과정이죠

수성에는 철 성분 핵만 남게 된 겁니다

수성의 밀도가 높아진 이유가 잘 설명되네요

핵은 큰 편인데, 충돌로 핵만 빼고 거의 떨어져 나갔어요

조준 실력이 정말 대단하군요

천체의 충돌로 수성의 맨틀은 태양과

목성까지 날아갔죠

그 잔해는 400년간 쏟아져 내렸습니다

잔해는 태양계 전체를 돌며 행성마다 떨어졌겠죠

일부 과학자에 의하면 1만 6천 조 톤에 달하는

수성의 폭발 잔해가 지구에 떨어졌다고 합니다

하지만 우주 충돌설 지지자들은 과학적인 딜레마에 빠지게 되죠

만약 충돌이 있었다면 왜 지표면에 흔적이 없을까요?

수성이 큰 핵을 갖게 된 또 다른 원인은

내부 환경에 의해 온도가 높아진 경우인데

행성 전체를 끓어 오르게 한 태양의 분출물로

불안정한 맨틀이 암석 증기가 된 거죠

태양풍은 그 암석 증기를 우주 공간으로 날려버렸고요

핵이 살아남은 원인도 설명되는데 핵은 철 성분이라서

암석으로 된 맨틀과 지각처럼 기화가 되지 않았기 때문이죠

NASA의 메신저호는 수성 궤도를 돌며

파란만장했던 과거의 비밀을 밝혀내는 중입니다

그런데 가장 안쪽 행성만 충돌을 겪은 건 아니죠

오늘날 토성의 고리는 평온함 속에 돌아가고 있지만

이 아름다움은 가장 폭력적인 변신을 통해 이루어진 것이죠

40억 년 전에 말이죠

행성들의 10대 재앙 중 제9위는

'산산 조각난 토성의 달'입니다

태양계에서 눈에 잘 띄는 건 토성의 고리이지만

커다란 불가사의 중 하나입니다

얼마나 오래전에 생겼으며 어떻게 만들어졌을까요?

그중 가장 큰 의문은

왜 토성의 상징인 고리가 대부분 얼음인가 하는 겁니다

무게만도 3만 3천 조 톤이나 되죠

조각가 롤런드 허낸데즈가 토성과 얼음 위성 하나를 재현하여

새로운 이론을 설명합니다

위성에 어떤 재앙이 닥쳐 토성의 고리가 생겨났을까요?

보시다시피 60cm짜리 아름다운 토성이 있고

얼음으로 만든 멋진 달도 있어요

정말 아름답네요!

토성에 고리가 없으니 약간 이상해 보이죠?

그래서 지금부터 달 표면에서 얼음을 깎아내

토성 둘레에 고리를 만들어 보죠

많은 과학자가 얼음에 덮인 달이 토성에 빨려들었다고 믿습니다

그 과정에서 토성의 강한 중력에

달의 얼음이 뜯기고 궤도 속으로 끌려간 거죠

이 연삭기가 토성의 조석력 역할을 해서

조석력 : 주위의 행성 또는 위성을 만유인력으로 당기는 힘

달의 얼음 맨틀을 빼내 궤도로 보내는 거예요

위성 자체가 흔적도 없이 토성으로 빨려들었지만

현재와 같이 대부분이 얼음인 눈부시게 아름다운 고리를 남겼죠

토성의 살아남은 60개 위성 중 가장 큰 것은 타이탄인데

달의 1.5배나 됩니다

하지만 최근 연구에 의하면

초기에는 토성에도 더 큰 위성이 있었다고 합니다

맥없이 딸려 들어가 지금은 소멸했지만요

그 중 마지막 위성이 고리 띠를 만들었습니다

얼음으로 가득한 고리를 최초로 설명한 이론이에요

만약 부딪혀 깨졌다면 암석과 다른 물질도 섞여야 하지만

이 이론은 위성이 끌려들어가며 얼음 맨틀이 벗겨지고

그 얼음이 고리가 됐다는 거죠

토성 고리의 탄생 기원을 보니

이 아름다운 모습에도 잔인함이 묻어 있군요

토성과 수성을 변화시킨 참사는 내부 원인이지만

한 번의 재앙으로 태양계 전체가 흔들리기도 했죠

현재 남아 있는 행성도 영향을 받았지만

태양의 손아귀에 있다가 밖으로 밀려나면서

어두운 성간 공간으로 쫓겨난 행성도 있습니다

파괴된 수성의 맨틀이나 토성 고리를 만든 초기 참사처럼

우주 재앙에 의해

태양계의 거의 모든 형태가 만들어졌습니다

하지만 시간이 흐를수록

재앙은 행성의 배열 순서마저 정하기 시작했죠

현재는 태양을 기점으로 보면 거대 가스 행성의 순서가

목성, 토성 천왕성, 해왕성이지만

과거에는 완전히 달랐습니다

태양계 역사 초기에는

목성과 토성의 궤도가 지금 위치와는 달랐어요

태양계에 남아있던 미행성들이

그들과 끊임없이 상호 작용을 했기 때문에

공전 궤도가 변한 거죠

목성과 토성의 궤도가 요동치면서

태양계를 뒤흔들어놓은 연쇄 반응이 일어났습니다

행성을 뒤흔든 10대 재앙 중 제8위는

'공전 궤도의 대혼란'입니다

행성이 탄생한 지 5억 년이 지나자

목성은 태양을 향해 꺾여 들어간 반면

토성, 천왕성, 해왕성은 밖으로 밀려났죠

마침내 목성의 공전 횟수가

토성보다 정확히 2배나 많아졌습니다

이 변경 시점을 '2 대 1 공명'으로 부르죠

'2 대 1 공명'은 수백만 년에 한 번 오는

초강력 중력 상호작용인데

그레그 로플린 캘리포니아 센터크루즈 캠퍼스 대학교수

목성과 토성이 '2 대 1 공명' 상태가 되면

태양계 전체에 중대한 영향을 미치게 되죠

다른 행성의 궤도를 흔들고

궤도가 교차하면서 큰 충돌을 일으킬 수도 있어요

토성과 목성의 공명 중력은

천왕성과 해왕성의 궤도를 흔들었습니다

결과적으로 행성들의 자리 바꾸기는

가장 크고 오래 지속된 재앙의 발단이 되어

태양계 전체를 뒤흔들었습니다

목성과 토성이 '2 대 1 공명'에 도달했을 때

태양계 외부까지 강력하게 뒤흔든 엄청난 중력 에너지를 전달했어요

로라 댄리 그리피스 천문대

천왕성과 해왕성의 궤도는 더 멀어졌고, 자리까지 뒤바뀌었죠

지금은 천왕성, 해왕성의 순서이지만

초기에는 해왕성 뒤에 천왕성이 있었죠

천왕성과 해왕성이 자리를 맞바꾼 건

한 번이 아니라 여러 번이었을 겁니다

그래도 두 행성은 운이 좋았죠

아마도 여러 행성이 태양계 밖으로 한꺼번에 밀려나

성간 공간의 암흑 속에 영원히 떠돌게 됐을 겁니다

행성 간 당구 놀이가 벌어지고 자리를 맞바꾸는 동안

행성들이 태양계에서 사라진 건 거의 확실합니다

관련 증거도 있는데요

댄 더다 사우스웨스트 연구소

목성과 토성이 태양계 안쪽까지 돌아다니며