지구는 우주에 비해 얼마나 작을까? 상상 초월하는 크기 비교! (feat. 원자보다 작은 존재?)

(소제목/부제: 우주 속 티끌 같은 지구, 그 비율을 체감해보자!)

안녕하세요! 우주의 광활함과 그 속에서 우리의 위치에 대해 생각해 보신 적 있나요? 오늘은 우리가 발 딛고 사는 지구의 크기와 우리가 아는 우주의 크기를 직접 비교해보고, 그 엄청난 스케일 차이를 실감 나는 비유를 통해 알아보겠습니다. 상상력을 최대한 발휘할 준비되셨나요?


1단계: 지구 vs 알려진 우주, 크기 정면 비교!

먼저, 주인공들의 크기부터 알아봐야겠죠?

  • 우리의 집, 지구의 크기:
    • 지구의 지름은 약 12,742 km 입니다. (1.2742×107 미터)
    • 결코 작지 않은 크기지만, 이제 비교 대상을 만나면 생각이 달라지실 겁니다.
  • 우리가 아는 우주 (관측 가능한 우주)의 크기:
    • 현재 과학자들이 추정하는 관측 가능한 우주의 지름은 무려 약 930억 광년입니다!
    • 1광년이 빛이 1년 가는 거리(약 9조 4600억 km)인 것을 감안하면, km로는… 숫자가 너무 커지죠?
    • 굳이 환산하면 약 8.8×1023 km (880,000,000,000,000,000,000,000 km) 라는 천문학적인 숫자가 됩니다.

자, 이제 이 둘을 나눠봅시다. 즉, (지구 크기) / (알려진 우주 크기) 비율을 계산해 볼까요?

지구 크기 / 알려진 우주 크기 ≈ 1.45×10−20

이 숫자가 감이 오시나요? 10−20은 소수점 아래 0이 19개나 붙고 그 뒤에 숫자가 나온다는 의미입니다.

0.0000000000000000000145

네, 그렇습니다. 거의 0에 가깝습니다. 광활한 우주 전체를 놓고 보면, 우리가 사는 지구는 정말 먼지 한 톨, 아니 그보다 훨씬 더 작은 존재라고 할 수 있습니다. 우주의 스케일 앞에서 지구는 사실상 없는 것이나 마찬가지인 크기인 셈이죠.


2단계: 이 작은 비율, 지구에 적용하면 무엇과 같을까?

방금 계산한 저 믿을 수 없을 정도로 작은 비율 (1.45×10−20). 만약 이 비율만큼 작은 무언가를 우리 지구와 비교한다면, 과연 무엇이 될까요?

즉, (어떤 물체 X의 크기) / (지구의 크기) ≈ 1.45 x 10^-20 이 되는 X를 찾아보는 것입니다.

지구의 지름(약 1.27×107 미터)에 이 비율을 곱해보면, 물체 X의 크기는 다음과 같습니다.

물체 X의 크기 ≈ 1.8×10−13 미터

자, 이제 1.8×10−13 미터가 어느 정도 크기인지 알아봅시다.

  • 원자(Atom) 크기: 보통 10−10 미터 정도입니다. (X보다 훨씬 )
  • 원자핵(Atomic Nucleus) 크기: 보통 10−15 ~ 10−14 미터 정도입니다. (X보다 훨씬 작음)

놀랍게도, 우리가 찾던 크기(1.8×10−13 미터)는 원자보다는 수백 배 작지만, 원자핵보다는 수십 배 큰 애매한 크기입니다. 우리가 ‘이것이다!’라고 딱 집어 말할 수 있는 친숙한 물체나 입자가 이 크기에 정확히 해당하지는 않습니다.

굳이 표현하자면, 원자 내부의 특정 거리나 아원자(subatomic) 영역에서 다뤄질 법한 스케일이라고 할 수 있겠네요.


결론: 거대함과 미소함의 끝없는 스케일

오늘 우리는 지구와 알려진 우주의 크기를 비교하며 상상하기 어려운 우주의 광활함과 그 속에서 지구의 상대적인 미미함을 확인했습니다. 그 비율(1.45×10−20)은 너무나 작아서, 그 비율만큼 지구보다 작은 존재를 찾는 것조차 쉽지 않았죠. 결국 원자보다 작고 원자핵보다는 큰, 아주 미시적인 세계의 크기라는 것을 알게 되었습니다.

이런 비교를 통해 우리가 얼마나 거대한 우주 속에 살고 있는지, 그리고 우리가 아는 세계가 얼마나 작은 부분인지 다시 한번 생각해보게 됩니다. 때로는 이런 거시적인 관점과 미시적인 관점을 오가는 것이 우리가 세상을 이해하는 데 새로운 영감을 주지 않을까요?

여러분이 생각하는 우주의 크기, 그리고 그 속의 우리는 어떤 의미인가요?


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