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행성들의 자연적 형성은 지극히 어렵다.
(The naturalistic formation of planets exceedingly difficult)
Michael J. Oard

   행성의 형성(planet formation)에 관한 일부 과학자들의 말을 들어보면, 사람들은 행성들이 쉽게 형성될 수 있었을 것으로 생각할 수 있다 : 

”우리의 태양계는 죽은 별들의 먼지(dust of dead stars)로부터 만들어졌다. 그것은 자주 반복되어온 사실이다”[1]

행성들이 부착되는 항성 물질(accreted stellar material)로부터 형성되었다고 제안된 이론에 의하면, 폭발된 별의 잔존물들이 원료 물질을 구성하였고, 이 물질들이 중력상호작용(gravitational interaction)을 통하여 부착되어 커졌다고 말해지고 있다. 하지만 중력의 영향은 너무도 작아서, 진화론이 제안한 시간 틀 내에서 이런 일의 발생은 불가능했을 것으로 보인다. 또한 그러한 작은 입자들이 중력의 영향 하에서 뭉쳐질 수 있었는지도 의문이다.

 

행성의 형성은 빅뱅으로 시작해서 수십억 년 후에 지구에 인간이 출현하는 것으로 마무리되는 여러 가설적 진화 과정들 중의 단지 하나에 불과하다. 행성들이 존재하고 있기 때문에, 진화론자들은 행성들이 성운(nebula)이라고 부르는 먼지 구름(dust cloud)으로부터 형성되었음에 '틀림없다'고 추론하는 것이다. 먼지는 가스 분자들로부터는 결코 만들어지지 않기 때문에, 먼지는 처음에 죽은 별들로부터 발달되었어야만 한다. 그래서 먼지는 한 초신성(supernova) 별의 폭발로부터 ‘진화해왔다고’ 믿어지고 있다. 그러므로 우리의 태양계는 폭발한 한 별로부터 붕괴된 먼지 구름의 결과물이라는 것이다. 이러한 생각은 진화가 유일한 메커니즘일 것이라고 가정하고, 이에 의한 단순한 자연주의적 추론의 결론(deductions)인 것이다.

많은 사람들은 이 각본(scenario)에 만족하고 더 이상 나아가지 않고 있다. 그러나 만일 어떤 탐구적인 사람이 행성들이 실제로 어떻게 먼지로부터 형성될 수 있었는지 질문한다면, 그는 다음과 같은 놀라운 대답을 듣게 될 것이다 :

”그러나 만약 당신이 이 먼지가 어떻게 실제로 행성들을 형성하기 시작했느냐고 묻는다면, 당신은 ’당혹스런 침묵(embarrassed silence)'을 대답으로 듣게 될지도 모른다. 행성들은 너무나도 빨리 성장하여, 아무도 왜 먼지가 그렇게 빠르게 서로 응집했는지를 모르는 것 같다”[1].

빅뱅 시나리오의 다른 이론적 과정들과 마찬가지로, 이것은 실제로 믿음에 의하여 유지되고 있는 추론이다. (별들의 생성도 행성들의 생성과 유사한 도전을 받고 있다.[2] 주요한 차이는 별들은 먼지 구름으로부터 더 많은 양의 물질들을 모았다는 것이다. 별과 행성의 형성은 유사한 문제점들을 가지고 있기 때문에, 단순화를 위하여, 나는 행성들의 자연발생적 기원에 대해서만 논의하고자 한다). New Scientist 지에 실린 최신의 한 기사는 한 행성이 자연발생적으로 형성되는 것은 지극히 어렵다는 것을 시인하고 있었다.[3] 행성들의 진화에는 다음과 같은 4 단계가 추정되고 있다 :

”성공적인 성운 모델은 태양계의 진화에서 4 가지의 주요 단계들을 다소 자세히 설명해야만 한다 : 행성들과 태양의 기원이 되는 성운의 형성 단계, 최초 행성체들의 형성 단계, 그 후에 연속되어진 행성들의 진화 단계, 그리고 남겨진 가스 및 먼지의 흩어짐(dissipation) 단계이다. 현대의 성운 모델(여러 개가 존재한다!)들은 이들 단계들에 대한 가설적 설명들을 제공하고 있지만, 많은 세부사항들이 결여되어 있다. 오늘날에 그 어떤 모델도 전적으로 만족스럽지 않다”[4]

논의를 위해서, 나는 먼지는 한 초신성의 폭발 잔류물이라고 일단 가정하겠다. 이것이 첫 단계이다. 그리고 1796년에 처음 제안된 라플라스의 성운가설(Laplace’s nebular hypothesis)에 따르면, 두 번째 단계인 행성들의 형성 과정은 먼지 구름의 단순한 붕괴로 시작한다. 먼지 구름의 붕괴와 한 행성의 성장에는 3가지의 이론적인 단계들이 있다: 즉 1)중력 작용에 의해 작은 입자들로 먼지들의 수축, 2)커다란 집합체들을 형성하기 위해 입자들이나 작은 덩어리들의 커짐, 3)자라나는 덩어리 위에 있는 원자들과 분자들의 축적에 의한 응축.[5]

가장 어려운 단계는 첫 번째 단계로, 작은 입자들을 형성하기 위해 먼지가 중력 작용으로 수축하는 것이다. 먼지 알갱이들은 먼저 작은 입자들을 형성하기 위하여 모여서 커져야만 한다. 그리고 작은 입자들은 지름이 최소한 10m가 될 때까지 계속 커져야만 한다. 이 크기는 중력이 빠른 비율로 물질들을 부착시키고 응축시키면서 자기 역량을 발휘할 것으로 기대되는 시점이다. 그리고 아마도 미행성체(planetesimals)들은 수 km 직경으로 형성되었을 것으로 추정한다. 미행성체들은 최종적으로 행성들을 형성하기 위하여 충돌했을 것으로 상상된다. 이 나중 단계에 관련해서도 어려운 문제점들이 있지만, 나는 첫 번째 단계에 집중하겠다. 중력이 자기 역량을 발휘하기도 전에 먼지가 어떻게 충돌하고, 한데 달라붙고, 성장하는가? 이것은 하나의 커다란 의문이다. 아주 작은 입자들이 서로 간에 충돌하고 달라붙어야만 한다.[1] 천문학자들에 의하면, 이 과정(어쨌든 사색적인)은 너무도 느리다. 특히 우주의 추운 구역에서는 더욱 그렇다. 많은 가설들이 유행하고 있지만, 모두가 다 치명적인 결함을 가지고 있다.[3]

천체물리학자인 스타인 시거슨(Steinn Sigurdsson)은 그 가설들 중에 어떤 것도 전혀 일어났을 것 같지 않았기 때문에, 모든 제안된 가설들을 포기했다. 그러나 행성들은 분명히 형성되어 존재하고, 그들은 자신들의 진화론적 신념을 견지해야 했기 때문에, 그는 하나의 무모한 대안을 제안하였다 :

”....지금까지 관측되지는 않았지만, 중력이 홀로 작용하는 우주의 별도 차원(extra dimension)이 있을 수 있다. 만약 그런 차원이 존재한다면, (먼 거리 너머의 약한) 중력은 별도 차원에 의해 둘러싸여짐으로서 짧은 거리에서처럼 강해질 수 있었을 것이다....” [6]

다른 말로 하면, 중력은 3차원 대신에 5차원으로 미치고 있었고, 매우 근거리에서처럼 매우 강력했을 것이라고 그는 제안하고 있었다. 그래서 먼지와 작은 입자들은 중력적 인력에 의해 끌어당겨지고 부착되게 되었다는 것이다. 이것은 분명코 행성의 형성을 훨씬 빠르고 쉽게 만들었을 것이다. 그러나 이런 상상적인 가설에는 적어도 하나의 미묘한 문제가 있다. 즉 먼지 알맹이들은 너무 단단해서 충돌할 수 없거나, 입자들은 서로 떨어져있게 될 것이라는 것이다 : 

”그래서 원반(평평한 먼지 구름) 안에서 난류(turbulence)는 너무 강하게 될 수도 없고, 시거슨의 수정된 중력에 의해 야기된 가속도는 너무 극단적일 수도 없다”[7]

그 아이디어는 실제로 실험될 수 있다. 뉴턴의 중력 법칙은 218μm의 입자들에서 유지되고 있었다. 그러나 더 가까운 거리에서 그것을 시험하기 위해 실험이 진행 중이다.[7]. 시거슨은 그의 초중력(supergravity) 메커니즘이 80μm 이하 입자들의 중력 시험 시에 나타나기를 희망하고 있었다. 만약 그가 옳다 하더라도, 나에게는 그렇게 작은 입자가 어떻게 218μm 이상으로(그 이상에서는 그의 가설적 메커니즘이 적용되지 않음) 자라날 수 있는지에 관한 ‘난처한’ 문제가 여전히 존재하는 것처럼 보인다. 
 
행성들의 형성에 대한 모든 가설들은 섣부른 추정에 불과하다는 시거슨의 말은 아마도 옳을 것이다. 그러나 그의 대안적 추정은 많은 천문학자들이 믿고 있는 것보다 더욱 큰 상상의 날개를 필요로 하는 것처럼 보인다. 장구한 시간에 걸친 자연주의적 과정들로 행성들의 형성을 설명해보려는 추론들은 아무런 근거도 가지고 있지 않다. 많은 가설들이 가지고 있는 문제점들과 증거들에 대한 정직한 해석에 의하면, 행성들은 자연적으로 형성되지 않았고, 초자연적으로 창조되었다는 것이다.


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Further reading
Planets and migrating theories

References
1. Anonymous, Pulling power, New Scientist 171(2310):32, 2001.
2. Bernitt, R., Stellar evolution and the problem of the ‘first’ stars, Journal of Creation 16(1):12–14, 2002.
3. Ref. 1, pp. 32–34.
4. Zeilik, M., Astronomy—The Evolving Universe, 8th Ed., John Wiley and Sons, New York, pp. 260–261, 1997.
5. Zeilik, Ref. 4, p. 260.
6. Ref. 1, p. 33.
7. Ref. 1, p. 34.

출처 : Creation 16(2):20–21, August 2002
URL : http://creationontheweb.com/content/view/5595/
번역자 : IT 사역위원회

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