LIBRARY

KOREA  ASSOCIATION FOR CREATION RESEARCH

창조설계

물을 아십니까?

물을 아십니까?

권영헌 


     누구나 매일 물을 마신다. 우리가 매일 마시는 물은 사실 그 안에 놀라운 특성들을 지니고 있다. 물은 정말 특별한 물질이다. 대부분의 물질들은 가열하면 팽창한다. 또한 대부분의 물질들은 액체에서 고체로 변할 때 부피가 줄어들어서 밀도가 커진다. 하지만 물은 대표적인 예외이다.

물은 섭씨 0도와 4도 사이에서 특이한 현상을 나타낸다. 물은 4도에서 그 체적이 최소가 되며 밀도는 극대가 된다. 따라서 4도 이하에서 물을 가열하면 체적은 점점 줄어들고 밀도는 점점 커진다. 또 물은 얼면 부피가 증가한다. 따라서 얼음은 같은 온도의 물보다 밀도가 작기 때문에 물에 뜬다.

물의 이런 특별한 성질이 어떤 중요한 결과를 미칠까? 호수의 물은 4도 이하에서는 온도가 내려감에 따라 밀도가 작아진다. 따라서 4도 이하의 물은 다른 물(4도 정도의 물)보다 밀도가 낮으므로 물 표면에 머무르게 된다. 그러므로 얼음은 물보다 밀도가 낮아 표면에 머무르게 되고 밑에 있는 물을 보호하는, 밖의 온도에 대한 절연체의 역할을 하게 된다.

하지만 만일 대부분의 물질과 같이 물이 얼었을 때에 그 밀도가 높아진다면 얼음은 바닥으로 가라앉고 밑의 새로운 물이 표면으로 올라가 다시 얼음이 되고 그 얼음은 다시 바닥으로 내려갈 것이다. 그러면 호수는 바닥으로부터 꽁꽁 얼게 되어 호수 안의 모든 생명체들은 살 수 없게 된다.

물은 또 매우 큰 비열을 갖는다. 물이 매우 큰 비열을 갖고 있음은 지구 전체로 볼 때는 매우 중요한 문제이다. 왜냐하면 바다가 지구 전체의 5분의 4를 덮고 있기 때문이다. 높은 비열을 갖는 물은 지구 전체의 온도를 적절히 조절하는 놀라운 역할을 수행한다. 이는 생명체가 존재하기 위한 매우 중요한 요인으로 작용한다.

물의 끓는점은 다른 액체에 비해서 매우 높다. 이는 물이 증발할 때 많은 열을 빼앗는다는 것을 의미한다. 인간의 체온이 일정하게 유지되는데 가장 중요한 역할을 하는 것이 피부 표면에서 발생하는 땀의 증발임을 생각한다면 그 중요성을 쉽게 유추할 수 있다.

사실 위에서 설명한 물의 특별한 성질들은 수소와 산소의 특성적인 원자구조에 기인한다. 즉 수소와 산소가 이런 특성적 구조를 가지고 있지 않다면 위에서 설명한 얼음의 특별한 성질이나 물이 높은 비열, 끓는점 등을 갖는 것과 같은 현상들은 생기지 않게 된다.

물을 구성하는 구성원인 양성자를 살펴보자. 양성자는 우주에 존재하는 몇 안 되는 안정적인 입자이다. 양성자가 안정적인 것이 왜 그렇게 중요할까? 그 이유는 다음과 같다.  

예를 들어 사람에 대해 살펴보면 사람을 구성하는 원소의 3분의 2 이상은 물, 즉 H2O이다. 양성자가 안정적이지 않다면 물을 구성하고 있는 수소원자핵들과 산소원자핵들은 다른 것들로 바뀌어 버릴 것이다. 그렇게 되면 인간은 전혀 존재할 수 없게 될 것이다(대부분의 생명체가 같은 운명일 될 것이다. 실제로는 그렇지 않지만).

그렇다면 양성자는 얼마나 안정된 것일까? 양성자가 얼마나 안정적인가를 알아보기 위해 클리블랜드 가까이 있는 해안에 길이 21m의 대형탱크에 정제한 물을 채워 양성자가 얼마나 안정적인가를 살펴보았다. 실험 결과는 놀라운 것이었다. 거의 3년 동안 10^33개보다 더 많은 양성자를 가지는 물 속에서 조사하였는데도 하나도 붕괴하지 않았던 것이다. 이로써 양성자의 평균수명은 10^33년보다 긴 것으로 추정된다.

위에서 물의 특별한 성질에 대한 몇 가지 예들을 살펴보았다. 위에서 살펴보았듯이 물에 대해 놀라운 점은 ”물의 성질 하나 하나가 생명체가 존재할 수 있도록 철저히 고안되어져 있는 듯이 보인다” 는 것이다. 그럼 이런 질문을 하는 것은 매우 당연할 것이다.

”이런 특별한 구조는 어떻게 생겨났을까? 누가, 왜 이런 고안을 했을까?”

물의 구조를 살펴보기 위해서는 좀더 근원적인 면부터 살펴보아야만 한다. 이는 자연계를 구성하는 근원적인 4가지 힘 (현재까지 알려진)과 밀접한 연관이 있기 때문이다. 이 힘들은 중력, 강력, 약력, 전자기력들로 이들이 자연계에 존재하는 모든 상호작용의 근원적 토대이다.

그런데 이 힘들 모두가 창조주의 능력이 아니고서는 이렇게 세밀하게 고안된 것 자체가 불가능하다는 것이 정말 놀랍다.


1. 중력

중력 즉 만유인력은 우리 우주의 기본적인 구조를 이루게 한다. 이 힘의 정도를 나타내는 것이 중력상수이다. 이 중력상수의 미세한 변화는 우리 우주의 엄청난 변화를 야기한다. 만일 중력상수가 현재의 값보다 조금 더 커지면 태양에 의한 중력 때문에 지구는 지금보다 더 가까운 궤도를 돌아야하고 지구는 그 결과 생명이 살 수 없을 정도의 뜨거운 상태가 될 것이다.

따라서 액체 상태의 물들은 전혀 존재할 수 없게 된다(사실 이외에도 여러 많은 다른 효과들 때문에 지구에 생명체가 살 수 없게 된다). 반대로 중력상수가 지금보다 약해진다면 역으로 지구는 태양으로부터 멀어져 생명이 살 수 없는 저온 상태가 될 것이다(이 경우도 액체 상태의 물은 존재할 수 없게 된다. 또한 다른 많은 요인들이 작용하여 지구에 생명체가 살 수 없게 된다).


2. 강력

강력은 원자의 핵 안에 있는 입자들을 묶어두는 작용을 한다. 이 힘의 정도를 나타내는 양이 강한 상호작용 상수이다. 만일 이 강한 상호작용 상수가 지금의 값보다 약간만 작아도 여러 개의 양성자를 갖는 핵들은 존재할 수가 없다. 따라서 수소원자만이 유일하게 존재할 것이다. 반대로 이 상수가 조금만 커도(2∼3% 정도) 양성자들조차 쿼크로부터 존재할 수 없게 된다.


3. 약력

약력은 핵들을 붕괴시키는 힘이다. 이 힘의 대표적인 예는 핵반응에서 나타나는 중성자가 양성자와 전자, 전자 중성미자로 붕괴하는 베타 붕괴 과정이다. 이 약력이 어떤 세기를 갖느냐는 별이 에너지원을 얻는 핵융합과정에서 매우 중요한 역할을 한다. 다르게 설명하면 약력이 지금의 값과 다르면 태양과 같은 별이 에너지원을 얻기가 어려워진다는 것이다.

우리가 잘 아는 것처럼 태양의 존재는 생명체의 존재에 필수적이다. 태양 에너지는 생명체의 존재에 있어서 필수적인 물의 순환에 매우 중요한 역할을 할뿐만 아니라 생명체의 생명유지에도 필수적이다.


4. 전자기력

전자기력은 전하를 지닌 물체들 사이에서 작용하는 힘이다. 이 힘의 세기는 전자기적 상호작용상수에 의해 결정된다. 이 힘은 원자에서 양성자들과 전자들을 묶어두는 역할을 한다(양성자는 +전하를 지니고 있고 전자는 -전하를 지니고 있기 때문에). 따라서 원자 주위를 도는 전자들의 궤도는 이 상수에 의해 결정된다. 그런데 원자 주위를 도는 전자들의 궤도 특성은 원자들의 분자 형성 정도를 결정한다.

만일 이 전자기적 상호작용 상수값이 지금보다 약간 작다면 원자 주위 궤도에는 전자들이 거의 없을 것이다. 반대로 이 상수값이 지금보다 약간 크다면 다른 원자들과 전자궤도를 공유하는 것이 불가능해진다. 어느 쪽이든 생명 존재에 필수적인 분자들이 존재할 수 없게 된다. 이뿐만 아니라 물분자의 특별한 구조는 전혀 존재할 수 없게 된다.

그렇다면 우리 우주를 구성하는 기본적인 네 가지 힘의 세기가 어떻게 정확히 생명체가 존재하기 위한 값들을 지니게 되었을까? 이러한 값들이 우연히 얻어진 것일까? 이들 값들은 위에서 살펴본 것처럼 생명체가 존재하기 위한 바로 그 값으로 세밀하게 설계된 것처럼 보인다. 다시 말하면 자연계에 존재하는 모든 힘들은 물의 특별한 구조뿐만 아니라 생명체가 존재할 수 있도록 정확히 설계되어 있다고 할 수 있다(사실 물의 특별한 구조도 생명체의 존재를 위한 한 부분일 따름이다).

이렇게 자연을 구성하는 기본적인 힘들이 우연이 아니라 하나님의 창조계획에 따라 설계된 것이라는 사실은 물의 신비를 연구하면 할수록 더욱 확신하게 된다. 사실 이밖에도 생명체의 존재를 위해 고안된 것으로 보이는 많은 예들이 존재한다.

만약 양성·중성자의 전하량이 다르면 어떻게 될까? 양성자와 중성자는 원자를 구성하는 구성원들이다. 이 양성자와 중성자의 질량 차이는 양성자 질량의 0.001 정도이다. 만약 중성자의 질량이 현재의 중성자 질량의 0.998배 정도라면 양성자는 바로 중성자로 붕괴해버려 원자는 전혀 존재할 수 없게 된다. 원자가 전혀 존재할 수 없다면 당연히 모든 분자도 존재할 수 없고 생명체의 존재 또한 불가능해진다.

원자를 구성하는 양성자와 전자의 전하량은 1.6x10^-19c로 서로 부호만 다르다. 그러나 이 두 입자의 전하량이 서로 다른 값이라면 어떻게 될까? 만일 이 입자들의 전하량이 서로 다르다면 수소원자에서부터 시작하여 모든 원자들의 형성이 불가능하게 된다.

 이렇듯 자연이 하나님의 창조계획에 따라 만들어졌다는 증거들이 정말 많다.


◇용어해설

△물의 구조 : 물분자는 1개의 산소원자와 2개의 수소원자가 결합하여 이루어진다. 수소-산소-수소가 이루는 각도는 정사면체의 각도에 가까운 104.5도이다.

액체상태에 있는 물분자들 경우에 한 물분자를 중심으로 기껏해야 4.5개 정도의 물분자가 접해 있다(탁구공을 가능한 한 빈틈없이 포갤 때 한 탁구공이 12개의 다른 탁구공과 접하는 것을 생각하면 물분자가 얼마나 빈 공간이 많은지 알 수 있다.

얼음의 경우에는 이 수가 4개로 더욱 감소된다. 이는 얼음이 녹아 물이 될 경우 밀도가 10% 정도 늘어남을 의미한다.

△비열 : 뜨거워지기 쉬운 정도를 나타내는 양이다, 예를 들면 구리나 철 등의 금속은 가열하자마자 뜨거워지지만 자갈 같은 것은 상대적으로 천천히 데워진다.

비열의 단위는 1g의 물을 섭씨 14.5도에서 15.5도까지 올리는 데 필요한 열량인 1cal/℃을 사용한다. 대개의 액체는 0.5cal/℃정도이고 금속의 경우는 0.1cal/℃정도이거나 이보다 훨씬 작다.


출처 - 창조지, 제 131호 [2002. 5~6]




서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-3

대표전화 02-419-6465  /  팩스 02-451-0130  /  desk@creation.kr

고유번호 : 219-82-00916             Copyright ⓒ 한국창조과학회

상호명 : (주)창조과학미디어  /  대표자 : 박영민

사업자번호 : 120-87-70892

통신판매업신고 : 제 2021-서울종로-1605 호

주소 : 서울특별시 종로구 창경궁로26길 28-5

대표전화 : 02-419-6484

개인정보책임자 : 김광