초간단 답변: 착시 현상이다.
“사람이 별을 보려면 시야를 늘려야하는데, 그 과정에서 시야가 흔들리기 때문이다.”
과거 아리스토텔레스는 육안으로 밤하늘의 별을 관측할 때 별들이 반짝거리거나 혹은 깜빡이는 듯 보이는 이유에 대해 이렇게 설명했다.
또한 그로부터 수세기가 지난 뒤의 과학자들은 다면(多面) 구조의 다이아몬드 보석이 천천히 회전하면 반짝거리듯이 별들도 회전하면서 여러 면이 빛에 반사돼 반짝이는 것이라 추측했다. 18세기초 아이작 뉴턴의 경우 지구의 대기를 원인으로 꼽았다. 그 구체적인 메커니즘은 그도 풀어내지 못했지만 말이다.
이 문제에 관한 현대 과학계의 정설은 ‘신틸레이션(scintillation)’ 현상 때문이라는 것이다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대학의 물리학자인론 화이트헤드 박사는 설명은 이렇다.
“아주 멀리 떨어져 있는 밝은 광원이 아주 좁은 범위로 빛을 비춥니다. 그 빛은 밀도가 천차만별인 지구의 대기를 통과해 우리 눈에 닿게됩니다. 이 경우 지구의 대기가 마치 렌즈처럼 작용합니다. 직사 광선 하에서 수영장 바닥에 비친 빛이 일렁거리듯 빛을 굴절시키는 거죠.”
이것이 정설이기는 하지만 미국 텍사스대학의 물리학자 존 퀴네 교수의 생각은 조금 다르다. 그는 신틸레이션 이론이 빛의 파동성을 간과하고 있다고 지적한다. 별빛이 대기권에서 굴절된다고 보면 안 되며, 일단의 광파가 동시에 조화를 이뤄 움직이는 것으로 봐야 한다는 것이다.
“지구의 대기는 이런 빛의 파면(波面)을 주름지게 하고, 들쭉날쭉하게 만듭니다. 그 결과, 빛의 상(相)이 달라지고 불규칙적 패턴의 간섭이 발생하죠. 이것이 별빛이 반짝이는 것처럼 보이는 이유입니다.”
이에 대해 화이트헤드 박사는 퀴네 교수와 같이 복잡하게 생각할 필요가 없다고 말한다.
“빛의 광선 모델은 신틸레이션 현상을 가장 타당하게 설명할 수 있어요. 그것으로도 정확한 답을 찾을 수 있습니다.”
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ANSWERS BY Daniel Engber
