태양광·오로라·엑스선… ‘세상의 빛’을 탐험하다

킴벌리 아칸드, 메건 와츠키 지음/조윤경 옮김/시그마북스/3만원

빛으로의 여행 - 가시 스펙트럼에서 인간의 눈에 보이지 않는 빛까지/킴벌리 아칸드, 메건 와츠키 지음/조윤경 옮김/시그마북스/3만원

빛은 모든 만물의 시작이고 생동의 원천이다. 빛은 일종의 에너지 흐름이다. 이 책에는 휴대전화 전자파와 엑스레이 촬영에 사용되는 엑스선 등 모든 유형의 빛이 설명돼 있다. 화려한 도판과 함께 빛에 관한 과학적 지식을 알기 쉽게 풀어놓았다.

존재하는 빛 가운데 인간이 인지할 수 있는 가시광선은 극히 일부에 불과하다. 인류가 지금까지 발견해 낸 빛은 대략 1000개 정도로 전해진다. 이 가운데 인간은 극히 일부만을 감지하고 느낄 수 있다.

빛의 종류는 전자선에서 감마선까지 전자기 스펙트럼의 순서에 따라 다양하다. TV와 이동전화 통신에 사용되는 전파부터 체온 스캔에 사용되는 적외선, 그리고 인간이 인체 내부를 들여다보고 몇백 광년 떨어진 곳의 블랙홀 주변을 관찰하는 데 사용되는 엑스선까지 수없이 많다. 인간이 발견해내지 못한 빛도 있을 것이다.

예컨대 원자의 충돌은 지구에서 가장 위대한 쇼를 만들어낸다. 바로 오로라다. 흔히 노던 라이츠라고도 하는 오로라는 태양으로부터 수많은 전자 입자가 지구의 자기장으로 접근해 지구 대기층의 원자들과 충돌하면서 발생한다. 우주가 만들어내는 자연적인 쇼다.

이처럼 원자의 충돌은 다양한 형태의 빛을 만들어낸다. 거대한 항성이 폭발할 때 그 주변에 파동이 일어난다. 이 파동은 폭발 때 내뿜는 물질을 섭씨 수만도까지 가열시킨다. 초고온으로 가열된 이 물질의 원자들이 충돌하면서 다양한 파장의 빛을 방출한다. 몇억광년 전의 충돌로 인한 파장의 빛이 지구에 도달한다. 이때 과학자들은 초신성을 구별해내고 파동을 분석한다. 모두 빛이 있기에 가능하다.

인간은 인위적으로 이런 현상을 일으켜 비즈니스에 이용한다. 미국 라스베이거스의 번화가를 따라 조명을 밝힌 수많은 네온사인은 원자의 아주 작은 충돌이 일어나고 있는 사례이다. 네온사인은 주로 네온 가스를 채운 유리관에 전류가 흘러 작동된다.

김신성 기자