달의 미스터리

오메가 라이프타임 마그네틱 에디션에서 발췌


글: 클레이 딜로우(Clay Dillow)


과학계는 언제나 달의 기원을 밝히는 일에 매료되어 있습니다. 달은 대격변을 가져온 다른 행성과의 충돌이 낳은 우주의 산물일까요, 아니면 태양계의 형성과 동시에 생성된 태고적의 산물일까요? 어쩌면 자성을 지닌 월석이 그 해답을 가지고 있을지도 모릅니다.

인간은 언제나 달의 특별한 힘에 이끌려왔습니다. 영적인 동시에 세속적이며, 시적인 동시에 현실적인 자성에 매료된 것입니다.

달은 밤하늘에 닻을 내린 채 일과 월, 계절의흐름을 단계적으로 보여줍니다. 지구에서 관측할 수 있는 수많은 천체 중 달은 항상 가장 가까이 있어 초자연적인 존재이면서도 친근한 존재이기도 했습니다. 인간이 수천 년의 역사를 쓰는 동안 달을 보기는 쉬웠지만 닿을 수는 없었기에 달의 기원과 구성은 완전한 미스터리로 남아있었습니다. 50여 년 전 아폴로호에 탑승한 우주비행사들이 달의 표면 물질을 가지고 돌아오자, 오랜 기간 베일에 쌓여 있던 그 신비로움이 사라졌습니다.다른 행성으로부터 가져온 최초의 물질이었던 암석은 지구에서 발견되는 그것과 크게 다르지 않았습니다. 하지만 한때는 손에 닿지 않았던 달의 암석을 과학자의 손 위에 올려놓게 되자, 달에 대한 또 다른 미스터리가 생겨났습니다. 아폴로호가 착륙하기 전에는 달에서 지구 자기장 같은 특성을 찾아보기 어렵다는 것이 행성학자들 사이의 정설이었습니다. 자기장은 지구 같은 화산성 행성에서 발견되는 성질이라고 추정한 이유에서 였습니다. 하지만, 우주비행사들이 암석 표본을 가져오자 이야기가 달라졌습니다. 달의 암석 표본은 강력한 지구 자기장을 가진 역동적인 물질이며, 알 수 없는 이유로 그 자기장이 수십억 년 전에 사라졌다는 사실이 밝혀진 것입니다. 40여 년이 지났지만, 학자들은 여전히 달에서 소실된 자기장에 관한 미스터리를 풀고 있습니다. 그리고 마침내 몇 가지 가능성으로 답이 좁혀지고 있습니다.

달은 고유의 지질학적 역사를 지닌 행성인가 혹은 우주 먼지의 복합체에 불과한가?

행성 과학과 교수 벤저민 바이스(Benjamin Weiss) 박사

달을 움직이는 힘 - 다이나모

“오늘날 달 연구를 이끄는 핵심 질문은 '어느 정도까지 달을 행성과 같은 천체로 볼 것인가, 즉 지구나 화성처럼 진화한 행성인가? 또, 어느 정도까지 태고의 산물로 볼 수 있을까, 즉 태양계가 형성되면서 남긴 유물인가?
“달은 고유의 지질학적 역사를 지닌 행성인가 혹은 우주 먼지의 복합체에 불과한가?

이 질문에 대한 답이 달의 기원에 관한 행성학자들의 궁금증을 해결해 줄 수 있을 것입니다. 달의 기원에 관한 주요 이론은 달과 지구가 같은 천체 구조로 형성되었고, 태양계 형성 초기에 거대한 천체와 충돌하면서 달이 지구에서 떨어져 나갔다고 가정합니다. 이에 맞서는 이론에 따르면 달은 태양계의 다른 어딘가에서 형성되었고 물질의 부착물로서 단순히 지구의 중력에 붙잡힌 소행성에 더 가깝습니다. 달에서 지구 자기장이 감지된 것과 자성과 연관된 뜨거운 용해의 역사는 충돌 이론에 더 큰 무게를 실어줍니다.한, 지구의 역사와 초기 태양계 형성에 관해 한층 더 깊게 이해할 수 있게 도와줍니다. 하지만, 과학자들은 자성을 가진 아폴로호의 표본을 본 후로 당황하는 모습을 보였습니다. 지구 자기장은 용암이 지구의 외핵 주위에 흘러나올 때 생성되며, 이때 다이나모가 형성됩니다. 반면, 달은 지구보다 비교적 면적이 작으므로 초기에 달에 존재했던 다이나모는 빠르게 냉각되고 느려져 결국 전부 움직임을 멈췄습니다. 과학자들은 자기장의 강도가 상대적으로 센 편이라는 점에 더욱 놀라워했습니다. 아폴로호 암석 표본을 측정하자 달이 한때 지구만큼 강력한 자기장을 생성했다는 점이 발견되었습니다. 하지만, 주위 행성보다 달의 크기가 작다는 사실을 고려하면, 그리고 다이나모의 크기는 훨씬 더 작다는 점을 생각하면 달에서 생성된 자기장은 훨씬 더 약해야 합니다. 아폴로호 탐사 후 과학자들은 이 문제에 대해 수십 년간 고심했습니다. 어떤 과학자들은 기존의 모델이 가능하다고 생각했던 수준을 넘어서 어떻게 달의 다이나모가 수천만 년간 스스로 전력을 공급할 수 있었는지 탐구했습니다. 다른 과학자들은 자성 자체에 대한 대안적 설명을 찾았습니다. 달 표면에 변화를 가한 소행성의 영향력이 녹아내린 달의 물질을 자화(磁化)시킬 만큼 강력한 자기장을 일시적으로 생성했고 식으면서 암석이 됐다는 설명도 가능합니다. 과학자들은 최근에서야 비로소 새로운 도구와 기술, 데이터를 가지고 조사를 진행해 나갈 수 있었습니다. 그리고 달이 잃어버린 자성을 찾기 위한 노력을 펼치는 가운데, 그 시기를 밝히는 것이 가장 중요하다는 점이 드러났습니다.

충돌설

바이스 박사와 그의 동료들은 2006년부터 아폴로호에 실려온 달의 암석을 재조사하기 시작했습니다. 이때 암석의 역사, 언제 형성되었는지 뿐만 아니라, 냉각 및 고체화의 과정을 거치기까지 어느 정도의 시간이 걸렸는지를 알아내기 위해 새롭게 개발된 더욱 정교한 도구를 사용할 수 있었습니다.

“이 모든 일의 핵심은 바로 시기입니다. 자기장의 역사를 알기 위해서는 암석의 연대를추정해야 합니다. 이점이 전체 연구 방법론에서 정말 중요한 부분을 차지합니다. 암석의 자화를 시간 측정학과 결합하면 암석이 형성된 시기를 밝힐 수 있습니다.” 연구팀은 시간 측정학을 통해 달 표본의 역사를 더 정교하게 구성할 수 있었습니다. 그리고 달의 자성에 관한 ‘충돌설’의 근간을 흔들 수 있었습니다. 연구팀은 아폴로호 시대에는 가용하지 않던 기술을 사용함으로써 암석이 수일, 수개월, 심지어 수천 년에 걸쳐 냉각되었다는 점을 확인할 수 있었습니다. 이는 어떠한 순식간의 충격으로 생겨난 자기장이 달의 표면에서 유지되는 시간보다 훨씬 긴 것입니다. 이처럼, 느린 속도로 냉각된 암석이 자성을 가짐에 따라 자기장은 더 긴 기간 동안, 어떤 경우 수천 년 동안 존재 했었음이 틀림없습니다. 이는 달이 실제로 지구의 10억 년 전과 같은 다이나모를 지니고 있음을 시사합니다. 하지만, 다이나모는 어떻게 그처럼 강력한 자기장을 형성하는 것일까요? “이를 연구하는 이유는 우리가 사실 행성들이 어떻게 자기장을 형성하는지 자세하게 알지 못하는 탓입니다. 이해한 듯 보이기도 합니다. 그러나 달은 또 너무 작은데 어떻게 그처럼 강력한 장을 형성할 수 있었는지에 대해서는 아직 알려진 바가 없습니다. 정말 미스터리입니다. 이것 때문에 사람들이 애초에 의문을 품기 시작한 겁니다. 아직도 알 수 없는 채로 남아있으니까요.” 바이스 박사가 계속해서 말합니다. 그럼에도 불구하고 다이나모가 존재한다는 것은 달이 뜨겁고 역동적인 지질학적 역사를 통과했음을 의미합니다. 바이스 박사는 이를, “달의 기원에 관한 충돌설을 검증하는 중요한 테스트”라고 부릅니다. 이는 단지 달 연구에만 필요한 것이 아니라 지구를 이해하는 데도 중요합니다. 지구와 달이 어느 정도 비슷한가와 시간이 지나면서 어떻게 달라졌는지에 초점을 맞출 수 있기 때문입니다. “지구와 달은 동일한 것으로 보입니다. 둘 다 태곳적 산물입니다. 진화 이후 일어난 일을 기반으로 두 행성이 어떻게 다르게 진화했는지 살펴보는 일은 흥미롭습니다. 지구가 얼마나 특별한 행성인지 알 수 있죠.” 바이스 박사의 말입니다.

“지구와 달은 동일한 것으로 보입니다. 둘 다 태곳적 산물입니다.

행성 과학과 교수 벤저민 바이스(Benjamin Weiss) 박사

우주를 향한 헌신

1962년 이후 오메가는 글자 그대로 우주 탐험을 떠나는 우주비행사들의 동반자가 되어 주고 있습니다. 스피드마스터는 1969년 달에 도착한 최초의 시계로 명성을 얻으며 문워치라는 애칭을 얻게 됩니다.

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저항할 수 없는 저항성

100여 년의 워치메이킹 역사에서 자성이라는 난제를 푸는 일은 만만치 않은 과제였습니다. 오메가는 마스터 크로노미터를 출시하며 시계의 정확성이라는 기술에 새로운 매력을 불어넣었습니다.

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