칼 세이건의 저서 《코스모스》의 네 번째 장인 〈천국과 지옥〉에서는 인류가 우주를 이해하는 과정과 과학적 탐구가 가져온 발견들을 설명한다. 과거 인류는 혜성을 불길한 징조로 여겼으며, 신화와 미신 속에서 두려운 존재로 묘사했다. 그러나 과학이 발전하면서 혜성의 실체가 밝혀졌고, 뉴턴과 핼리 같은 과학자들은 이를 예측 가능한 자연 현상으로 설명했다.
또한 이 장에서는 지구와 금성의 차이를 비교하며, 기후 변화와 온실효과가 행성의 환경에 미치는 영향을 분석한다. 금성은 과거 지구와 비슷했을 가능성이 있지만, 온실효과로 인해 극도로 뜨거운 환경이 되었다. 칼 세이건은 이를 통해 인류가 지구 환경을 보전하지 않는다면, 금성과 같은 운명을 맞이할 수도 있다고 경고한다.
1혜성: 불길한 징조에서 과학적 탐구의 대상으로
과거 인류는 혜성을 매우 두려운 존재로 여겼다. 고대 중국, 유럽, 중동의 기록에는 혜성이 나타나면 전쟁, 전염병, 왕의 죽음과 같은 불행한 사건이 발생한다고 믿는 사례가 많았다. 로마의 율리우스 카이사르가 암살당한 후 하늘에 혜성이 나타나자, 사람들은 이를 그의 영혼이 승천하는 징조로 해석했다. 또한 중세 유럽에서는 혜성이 등장할 때마다 국가적 재앙이 닥칠 것이라며 공포에 휩싸이곤 했다.
하지만 과학이 발전하면서 혜성의 본질이 밝혀졌다. 아이작 뉴턴은 만유인력의 법칙을 통해 천체의 운동을 설명했고, 그의 후배인 에드먼드 핼리는 이를 바탕으로 혜성의 궤도를 계산했다. 그는 1682년에 관측한 혜성이 일정한 주기로 다시 돌아올 것이라고 예측했고, 실제로 1758년 이 혜성이 다시 나타났다. 이후 이 혜성은 '핼리 혜성'이라는 이름으로 불리게 되었다.
과학자들은 혜성이 태양계 형성 초기의 잔재이며, 주로 얼음과 먼지로 이루어졌다는 사실을 밝혀냈다. 혜성은 태양에 가까워지면서 얼음이 기화해 긴 꼬리를 형성하는데, 이 현상이 지구에서 보았을 때 마치 밝게 빛나는 신비로운 존재처럼 보이게 만든다.
칼 세이건은 이러한 과정을 설명하면서, 과학적 탐구가 어떻게 미신을 극복하고 진리를 밝히는 도구가 되는지를 강조한다. 혜성이 신의 분노나 불길한 징조가 아니라, 물리 법칙에 따라 움직이는 자연 현상임을 깨닫게 되면서 인류는 더 이상 혜성을 두려워할 필요가 없게 되었다.
2금성과 지구: 극명한 대비를 보이는 두 행성
칼 세이건은 지구와 금성을 비교하며, 기후 변화가 행성 환경에 미치는 영향을 분석한다.
1. 금성의 환경과 온실효과
금성은 지구와 거의 비슷한 크기와 중력을 가진 행성이지만, 극도로 다른 환경을 가지고 있다. 과거에는 금성이 지구처럼 푸른 행성일 것이라는 가설이 있었으나, 탐사선이 보내온 데이터를 통해 금성이 매우 뜨겁고, 두꺼운 이산화탄소 대기를 가진 행성임이 밝혀졌다.
금성의 대기는 대부분 이산화탄소(CO₂)로 이루어져 있으며, 이 기체가 태양열을 가두는 역할을 한다. 이로 인해 금성의 표면 온도는 섭씨 460도 이상으로 유지되며, 이는 납조차 녹일 수 있는 온도이다. 또한 금성의 대기압은 지구의 90배에 달하며, 유황산이 포함된 두꺼운 구름이 하늘을 덮고 있어 매우 극한 환경을 형성하고 있다.
2. 지구 환경과의 비교
칼 세이건은 금성과 지구가 비슷한 크기와 조성을 가졌음에도 불구하고 왜 이렇게 다른 환경을 가지게 되었는지 분석한다. 금성은 온실효과가 극도로 심하게 진행된 사례로, 태양열이 한 번 들어오면 빠져나가지 못해 지표면 온도가 계속 상승하게 된다.
지구 역시 온실효과가 존재하지만, 적절한 수준에서 유지되며 생명체가 살아갈 수 있는 환경을 제공한다. 그러나 산업혁명 이후 인간이 화석 연료를 태우고 이산화탄소 배출을 급격히 증가시키면서, 지구의 온실효과도 점점 강화되고 있다.
칼 세이건은 "만약 우리가 무분별하게 환경을 파괴한다면, 지구도 언젠가 금성과 같은 운명을 맞이할 수 있다." 라고 경고한다.
3과학적 탐구의 중요성
〈천국과 지옥〉에서 칼 세이건은 과학이 어떻게 미신을 극복하고, 인간이 자연을 이해하는 데 핵심적인 역할을 해왔는지를 강조한다. 혜성에 대한 공포가 과학적 발견으로 사라졌듯이, 환경 문제 또한 과학적 접근을 통해 해결해야 한다고 주장한다.
그는 과학이 단순한 지식 축적이 아니라, 인류의 생존과 직결된 문제임을 강조하며, 금성의 사례를 통해 지구 환경 보호의 필요성을 역설한다. 지구가 지속 가능한 환경을 유지하기 위해서는 과학적 사고를 바탕으로 문제를 해결하려는 노력이 필수적이라고 말한다.
결국, 〈천국과 지옥〉은 과학이 단순한 지식 탐구가 아니라, 인류의 미래를 결정짓는 중요한 요소임을 보여주는 장이다.