5.공간의 측면에서의 고찰 |
지금부터 각 대응요소들의 크기 비를 차례로 계산해 보기로 한다.
여기에 사용되는 모든 데이터는 현대과학의 산물이다.
목표는 앞에서 언급했듯이 모든 대응요소들의 크기 비가 항상 일정한지 아닌지 확인하는 것이다.
먼저 [원자핵:은하핵]부터 시작하겠다.
[소립자:별]은 마지막에 계산하고자 한다.
왜냐하면 여기에는 약간 복잡한 설명이 필요하기 때문이다.
지금부터 하는 어떤 계산에서는 해당 요소의 평균 반지름으로써 계산하는데, 그런 요소들은 대개 외관이 둥근 형태이고 비슷한 모양을 띠고 있다.
한편 어떤 계산에서는 지름 또는 일반적인 크기로써 계산하는데, 그런 요소들은 대개 외관이 불규칙적인 것들이다.
(1) 원자의 중심에서는 원자핵이 있다.
원자핵의 반지름은 원자 반지름의 약 10만분의 1, 즉 (10의 -13승)cm정도이다.
은하 또한 그 중심에는 은하핵이 있다.
은하핵의 크기는 지름 1광년을 넘지 않는다.
우리 은하계의 경우 그 지름은 약 0.65광년이다.
최근 퀘이사는 격렬하게 활동하는 은하핵으로 밝혀졌는데, 모든 퀘이사의 지름은 1광년을 넘지 않는 것으로 관측되고 있다.
따라서 우리는 우리 은하계의 핵을 표준적인 것으로 간주할 수 있다.
그러면 은하핵의 평균 반지름은 0.33광년으로 결정된다.
원자핵 반지름: 은하핵 반지름 = (10의 -13승)cm : 0.33광년
= (10의 -18승)km : 3.12 x (10의 12승)km
= 1 : 3.12 x (10의 30승)
(2) 원자 반지름은 일반적으로 1Å, 즉 (10의 -8승)cm로 표시된다.
은하 지름은 10,000광년 내지 100,000광년 사이에 분포되어 있으므로, 그 평균 반지름은 30,000광년으로 잡을 수 있다.
원자 반지름 : 은하 반지름 = 1Å : 30,000광년
= (10의 -13승) km : 2.84 x (10의 17승)km
= 1 : 2.84 x (10의 30승)
(3) 분자의 종류는 너무나 많고 그 크기 또한 너무나 다양하므로 분자의 평균 크기를 결정하는 것은 매우 어렵다.
작은 분자의 경우 그 모양을 구형(球形)이라고 간주할 때, 대개 지름 1Å에서 10Å 사이에 분포되어 있다고 한다.
생체구조 속에서 표준적인 고분자는 단백질이다. 그리고 단백질은 아미노산으로 구성되어 있다.
그러므로 생체구조 속에서의 표준적인 분자는 아미노산 분자라고 말할 수 있을 것이다.
단백질 구조의 대표적인 것은 알파 나선 구조인데, 이 구조 속에서 아미노산은 대개 지름 5Å의 크기를 갖는다.
그러므로 분자의 평균 지름으로는 5Å을 택하기로 하자.
수 개 내지 수 십 개의 은하가 모여서 은하군을 형성한다.
은하군의 평균 크기는 지름 약 150만 광년으로 관측되고 있다.
분자 지름 : 은하군 지름 = 5Å : 150만 광년
= 5 x (10의 -13승)km : 1.42 x (10의 19승)km
= 1 : 28.4 x (10의 30승)
(4) 생체조직 속에서 기초적인 생명물질은 단백질, 당, 핵산 등의 고분자들이라고 할 수 있다.
고분자의 크기 또한 너무나 다양하여 그 평균 크기를 결정하는 것은 몹시 어렵다.
그러므로 우리는 표준적인 고분자를 가려내어 그 크기를 평균 크기로 삼는 수 밖에 없다.
생체조직 속에는 단백질이 가장 많은 부분을 점하고 있으므로 단백질을 고분자의 간판으로 내세우기로 하자.
단백질 중에서 가장 전형적인 것은 약 200개의 아미노산으로 구성된 것이다.
그러므로 우리는 200개의 아미노산으로 구성된 단백질을 고분자의 표준형으로 간주할 수 있을 것이다.
그 단백질의 크기는 대략 300Å 정도이다.
원자들이 몇 개 결합하여 분자가 되고, 분자들이 모여서 고분자를 이룬다.
이런 과정은 거시세계에서도 꼭 같이 반복되어, 은하들이 중력으로 결합하여 은하군을 형성하고 나아가 은하군들이 모여서 은하단을 이룬다.
은하단은 대개 50개 이상의 은하들로 이루어져 있으며 그 범위는 약 천만 광년에 이른다.
고분자의 크기 : 은하단의 크기 = 300Å : 천만 광년
= 3 x (10의 -11승)km : 9.46 x (10의19승)km
= 1 : 3.15 x (10의 30승)
(5) 세포내의 실질적인 생명작용은 미토콘드리아, 미크로튜블, 골지체 등의 세포내 소기관에 의하여 수행된다.
그리고 이러한 소기관들은 바로 고분자들의 결합체이다. 이들은 대개 미크론 단위의 크기를 갖고있다.
그러므로 세포내 소기관의 평균 크기를 5미크론으로 잡아두자.
이 계산에는 10배의 편차가 용인되어 있으므로 거의 대부분의 소기관들은 이 편차 내에 포함될 것이다.
세포내 소기관이 세포의 마지막 단계이듯이, 우주에 있어서의 마지막 단계는 초은하단이다.
1980년 이래 천문학자들은 거품 구조, 말뚝구조, 우주의 만리장성 구조 등 초은하단을 관측하고 있다.
이와 같은 초은하단의 규모는 수 억 광년에 이른다.
그러므로 초은하단의 평균 크기는 5억 광년으로 하자.
10배의 편차를 고려하면 대부분의 초은하단들이 이 편차 속에 포함될 수 있을 것이다.
세포내 소기관의 크기 : 초은하단의 크기 = 5미크론 : 5억 광년
= 5x(10의 -9승)km : 4.73x(10의21승)km
= 1 : 0.95 x (10의 30승)
(6) 사람의 몸은 대략 60조 개 정도의 세포로 이루어져 있다.
세포의 모양은 대개 구형이며, 그 크기는 지름 10미크론 내지 100미크론 사이에 분포되어 있다.
그러므로 우리는 세포의 평균 반지름을 25미크론이라고 간주할 수 있다.
우주의 반지름은 학자에 따라 100억 광년 내지 300억 광년 사이에서 조금씩 다르게 말해지기도 하지만, 현재로는 150억 광년이 가장 널리 받아들여지고 있다.
그러므로 우주 반지름은 150억 광년으로 하자.
세포 반지름 : 우주 반지름 = 25미크론 : 150억 광년
= 2.5 x (10의 -8승)km : 1.42 x (10의 23승)km
= 1 : 5.68 x (10의 30승)
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