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죽었는데 죽지 않은 별


인간을 비롯한 지구상의 모든 생명체에는 처음과 끝이 존재한다. 바로 탄생과 죽음이다. 하지만 천문학자들은 생명체에게만 탄생과 죽음이 있다고 생각하지 않는다. 그들은 '별'도 탄생과 죽음이 있다고 믿고 있다. 별은 우주공간에 흩뿌려진 '성간 물질'이라는 먼지와 티끌로부터 '탄생'한다고 생각된다. 물리학의 법칙에 따라 이들 먼지들은 질량의 중심이 되는 지점으로 모여들어 온도를 높이고, 종래에는 핵융합을 스스로 일으켜 사방으로 강렬한 빛을 쏘아보낸다. 아기가 태어난 후에 우렁찬 목소리로 우는 것처럼, 별도 주위에 강력한 빛을 내보내며 자신이 태어났음을 우주에 알린다.

별도 태어나고 죽는것 같다. 

천문학자들은 태양과 같은 별의 수명이 약 100억년 정도 되리라고 믿고 있다. 100억년.. 상상이 되는가? 인류의 평균 수명이 70세 근처임을 감안하면 우리의 생물학적 시간으로는 도저히 가늠하기 어려운 커다란 숫자다. 하지만 밤하늘을 들여다보면, 우리는 심심치 않게 별이 죽거나, 혹은 죽어가는 것을 관측할 수 있다. 아마 우리 은하에만 하더라도 최소 수천억개의 별이 있기 때문일 것이다. 이처럼 우주에서 '죽음'은 우리가 보기에 꽤나 흔한 광경이다.

다양한 모습을 지닌 행성상 성운들 

별의 죽음은 때로는 조용하고 수수하지만, 경우에 따라선 화려함의 극치를 보여주기도 한다. 태양과 비슷하거나 더 작은 별의 경우, 생애 마지막 단계에서 자신의 몸집을 크게 부풀린다. 마치 금방이라도 터질 것처럼 부풀어오르다 갑자기 파르르르 사그러든다. 작은 별들은 이렇게 조용하게 생을 마감하며 '행성상 성운'을 만들어낸다. 태양보다 커다란 별들은 화려하게 생을 마감한다. 하지만 경우에 따라 이들은 전혀 새로운 삶을 살아가기도 한다. 이들의 마지막도 역시 몸집 부풀리기에서 시작한다. 하지만 조그만 별들과는 달리, 이들은 풍선이 터지듯 모든것을 한꺼번에 주변으로 날려버린다. 터지고 남은 핵의 질량이 어느 수준 이하가 되면 커다란 별은 '중성자별'이라는 새로운 삶을 살아가기 시작한다. 터지고 남은 핵의 질량이 어느 수준을 넘어가게 되면, 중성자별은 다시 붕괴하여 끝도없이 수축하는, 먹이사슬의 끝판왕 '블랙홀'이 된다.

초신성 폭발의 잔해들 

이처럼 별은 때로는 조용하게, 때로는 화려하게 그들의 삶의 마지막을 장식한다. 하지만 모든것에는 예외가 존재하는 것일까? 천문학자들은 분명히 죽은줄 알았던 별이 버젓이 활동하는 경우를 포착하였다. 사실 이번에 포착한 것은 아니고, 예전부터 꽤나 유명했던 죽지 않은 별에 대해 소개할까 한다. 바로 '에타 카리나(Eta Carinae)'라는 별이다.

용골자리. 서울에서는 관측할 수 없고, 제주도에서는 간혹 보인다. 

에타 카리나는 용골 자리에 있는 에타 별로, 우리로부터 대략 8천광년쯤 떨어진 녀석이다. 천문학자들은 약 170여년 전, 이 별이 폭발해서 죽는 것을 목격하였다. 초신성으로 말이다. 당시의 조악한 망원경들로는 이 초신성 폭발을 제대로 설명할 수도, 이에 대한 이론적 토대를 마련할 수도 없었다. 우리가 확인할 수 있는 것은 별이 죽고 남긴 잔해인 호문쿨루스 성운(난쟁이 성운) 뿐이다.

호문쿨루스 성운 

하지만 망원경으로 그 성운의 중심을 들여다보게 되면, 여전히 두 개의 밝은 별이 쌍성을 이루며 돌고 있다. 분명히 별 주위에는 초신성 잔해로 보이는 것이 널브러져 있는데, 중심에는 별이 살아있다? 말 그대로 '죽었는데 죽지 않은 별'인 것이다. 무엇이 에타 카리나를 부활(?)시킨 것일까?

A별과 B별의 궤도 

이를 정확하게 알기 위해선 타임머신을 타고 직접 폭발 당시로 가야할 것이다. 하지만 그럴 수는 없지 않은가? 천문학자들은 고심 끝에 신박한 아이디어를 제시했다. 바로 천연 타임머신을 이용하자는 것이다. 천연 타임머신? 그게 뭐지? 라고 생각하는 게이들이 있을텐데, 사실 우리는 이 천연 타임머신을 지금 이 순간에도 이용하고 있다. 바로 '빛'이다. 빛은 우주에서 가장 빠른 존재이지만, 그렇다고 그 속도가 무한하진 않다. 따라서 우리가 물체를 인식하기 위해 빛은 물체에 반사한 후 '유한한' 거리를 이동하여 우리 눈에 도달해야 한다. 이렇게 유한한 거리를 이동하면서 일정 시간이 경과하게 되므로 우리는 결국 어떤 물체를 보든 그 물체로부터 반사된 빛이 우리 눈으로 들어오기까지 걸린 시간만큼의 과거를 보는 것이다.

빛의 메아리를 일으키는 별 주변의 먼지구름들 

천문학자들은 이러한 기본적인 내용을 바탕으로 천연 타임머신을 더욱 고차원적인 방식으로 활용하게 되었는데, 바로 'Light Echo'라 불리우는 방식이다. 간단히 물을 가지고 예를 들어볼까? 물 웅덩이에 돌을 던지면 돌이 떨어진 지점으로부터 수면파가 만들어진다. 이 파동은 사방으로 퍼져나가며 장애물에 부딪혀 반사되기도 할 것이다. 일게이들도 알다시피 동심원 형태로 뻗어나가는 수면파의 각 원(마루)은 동일한 시각에 발생된 것이다.


수면파가 발생한 지점 근처에 막대기를 세워놓았다고 하자. 막대기에 가장 먼저 도착하는 수면파는 당연하게도 막대기가 있는 방향으로 뻗어나간 녀석일 것이다. 그렇게 한 파동이 막대기를 지나치게 되면 막대기는 더이상 동일한 시각에 만들어진, '그 수면파'를 만나지 못할것만 같다. 하지만 주변에 장애물이 있어 수면파가 반사된다고 하면?


반사된 수면파 중에는 이미 막대기를 지나친 '그 수면파'의 일부가 있을 것이다. 그리고 그 수면파의 일부는 다시 막대기를 지나칠 수 있다. 우리는 이를 echo, 즉 메아리라고 부른다. 그렇다면 Light Echo라 함은? 직역하면 빛의 메아리인데.. 빛도 메아리칠 수 있다는 뜻인가?? 답은 '그렇다' 만약 별의 뒤쪽에 커다란 먼지덩어리가 있어서 그 빛을 모조리 반사할 수 있다면, 우리는 빛의 메아리를 관측할 수 있다. 하지만 이게 어떻게 타임머신의 역할을 하는 것일까?

우리가 관심있는 것은 B와 C 빛이다. 

앞서 언급했지만, 빛은 유한한 속도를 지니기 때문에 우리가 물체를 보게 되면 우리는 그 물체의 과거를 본다고 했다. 자, 그럼 무언가 떠오르지 않는가? 빛이 메아리를 친다.. 빛이 더 뒤쪽에 있는 먼지구름이나 성간물질 등에 반사되어 우리에게로 날아온다.. 더 뒤쪽.. 더 뒤쪽이면 그 별보다 더 멀리 있는거네? 그리고 그 구름에 반사되어 날아오는 거니, 훨씬 더 나중에 우리 눈에 들어오겠구나!

그렇다. 이렇게 메아리친 빛은 스트레이트로 지구에 쏘아진 빛과는 달리 조금 더 늦게 지구에 도착한다. 마치 반사된 수면파가 뒤늦게 막대기를 지나치는 것처럼.. 천문학자들은 이 빛을 이용하면, 우리가 몰랐던 에타 카리나의 과거를 캘 수 있지 않을까 생각하게 되었고, 그리하여 Light Echo라는 방법을 만들어낸 것이다. 천문학자들은 에타 카리나 주변에서 나오는 빛의 메아리를 칠레의 대형망원경으로 2003년부터 관측하기 시작했다. 그리고 그들은 이 관측결과로부터 흥미로운 가설을 제기한다. 바로 쌍성인줄 알았던 에타 카리나가 사실은 3중성계를 이루고 있었다는 주장이다.

3중성계로 시뮬레이션한 에타 카리나. 중간에 커지는 별이 A별, 그 옆을 도는 것은 B별, 그리고 멀리 도는것은 C별이다. 

 그들의 주장에 따르면, 본래 가까운 위치에서 서로를 마주보며 도는 쌍성 외에 커다란 궤도를 그리는 별이 하나 더 있었다고 한다. 서로를 마주보며 도는 별을 각각 A, B, 그리고 커다란 궤도를 그리는 별을 C라고 칭하자. A별은 질량이 너무나도 커서 세 별 중 가장먼저 죽음에 이르기 시작한다.

B별은 A별을 집어삼키기 시작한다. 

 허나 이 별의 마지막은 그리 아름답지 못했다. 죽기 직전, 옆에 있던 B별이 방해를 한 까닭이다. 아직 젊고 새파랬던 그 별은 죽기 직전의 별에서 뿜어져나오는 가스를 냠냠하기 시작한다. 그렇게 엄청난 양의 가스를 흡수한 A별은 태양질량의 100배에 이르는 극대거성으로 변하였고, 대부분의 수소 가스를 흡수당한 B별은 헬륨 핵만 남은 백색왜성 비스무리한 별이 된다.(그래도 태양질량의 30배 수준임) 

불안정한 궤도로 인해 A별은 거의 튕겨나간다. 

 이렇게 한쪽은 뺏고, 한쪽은 빼앗기니 궤도가 안정할 리가 있나? A, B, C 별을 구성하고 있던 3중성계는 크게 요동치기 시작한다. 
 
C별은 결국 B별과 충돌하여 엄청난 폭발을 일으킨다. 

 이 여파로 멀찌감치 돌고있던 C별은 점점 안으로 떨어져 결국 A별에 먹혀버리고 만다. 고래 싸움에 새우등 터진 격이다. C별은 A별로 떨어지며 A별의 강력한 중력에 길게 늘어져 커다란 고리를 형성하게 되었다. C별과 A별은 마침내 충돌을 하였고, 이 여파로 충돌지점과 그 반대편에 거대한 기둥이 솟구쳐 올랐다. 이는 오늘날의 호문쿨루스 성운을 만들어내었다.

빛의 메아리와 그동안의 연구결과로 재구성한 에타 카리나의 진화과정 

 꽤나 그럴듯한 주장이 아닌가? 수십년의 꾸준한 관측 및 연구결과와 더불어 과학자들의 번뜩이는 아이디어로 탄생한 가설인 것이다. 정말로 에타 카리나는 삼중성이었을까? 그것은 아무도 모른다. 오늘도 수많은 천문학자들은 '죽었는데 죽지 않은 별'을 밤을 새워가며 관측하고 연구한다.

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고대의 석재 가공기술의 미스터리

오늘날 현대문명에서 석재가공에 사용되는 도구인 드릴, 절단기, 연마기, 레이저 등과 비교해도 절대 뒤지지 않는 오히려 뛰어넘는 놀라운 가공기술을 보여주는 고대의 석재가공술을 알아보자.
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1) 피라미드 상층부

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그런데 구멍을 자세히 보면 흥미로운 것이 보이는데 구멍의 내벽에 오늘날 드릴 가공작업에서 발견되는 나선형 그루브가 존재한다. 보통 드릴을 이용해서 구멍을 뚫을 때 중심부의 심이 생성되는데 이걸 드릴코어 (Drill Core)라 하고 드릴코어의 외벽과 구멍의 내벽에 드릴날이 회전하며 생기는 흔적인 나선형의 그루브가 있는데 이 유물의 구멍들을 보면 나선형 그루브가 발견된다. 

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인류 문명의 미스터리를 합리적으로 설명할 수는 없을까? 《아담의 문명을 찾아서》의 저자 맹성렬 교수는 전기전자공학을 전공했으며 2006년 세종대왕 특허기술상까지 수상한 중견 과학자다. 20년 전 이집트를 방문한 저자는 카이로박물관에서 단단한 돌을 정교하게 다듬고 속을 깎아내 만든 돌항아리를 보고 ‘기원전 3000년경에 경도가 높은 편암, 섬록암 같은 암석을 어떻게 이렇게 균일한 두께로 파낼 수 있었을까’ 하는 의문에 사로잡혔다.

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일부 전문가들은 이러한 묘사에는 엄청난 점성학 및 천문학적 가치가 있다고 생각하지만 다른 저자는 다른 세계에 대한 관문이라고 생각한다고합니다.


용유 동굴

용유 동굴은 적어도 2000년 된 것으로 여겨지며 인위적으로 굴착 된 가장 큰 구조물 중 하나 입니다.

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불로불사의 존재, 랍스터

생명체의 수명은 '텔로미어'가 결정한다. 텔로미어는 염색체 가닥의 양쪽 끝에 붙어 있는 꼬리로서 세포가 분열할 때마다 길이가 점점 짧아지고, 끝내 텔로미어가 다 짧아져 사라지면 생명체는 죽게된다.

 텔로미어와 관련해 가장 유명한 생명체는 '랍스터(바다가재)'이다. 랍스터는 '텔로미어'를 '복구'하는 능력을 가지고 있다. 바닷가재의 세포에 있는 '텔로머라아제'라는 효소가 '텔로미어'를 짧아지지 않게 만든다. 그래서 랍스터는 생물학적 영생을 갖고 있는 생명체이며 절대 '자연사'하지 않는다.

70년 된 랍스터
다시 말해 사고나, 다른 동물에게 잡혀 먹지 않는 이상 절대 죽지 않는다는 말이다. 또한 랍스터는 텔로머라아제가 항상 몸에 작용하고 있어 텔로미어가 파괴되는 일을 방지하므로 랍스터는 '노화'되지 않고 지속적으로 '성장'만을 평생에 걸쳐 반복하게 된다.

이쯤에서 드는 한가지 의문점이 있다. 왜 기네스북에 등재된 가장 오래 산 랍스터는 200살 밖에(?)되지 않는 것일까? 랍스터가 자연사하지 않는 생명체라면 그 이상의 세월을 산 랍스터도 발견되어야만 한다.

그 이유는 랍스터가 '자연사' 하진 않지만 '사고사'를 많이 당하기 때문이다. 랍스터는 먹이사슬에서 낮은 쪽에 위치하고 있어 다른 바다생물에게 많이 잡아 먹히는 생물이다. 

랍스터는 먹이사슬에서 낮은 쪽에 위치하고 있어 다른 바다생물에게 많이 잡아 먹히는 생물이기도 하지만 랍스터가 가장 많이 당하는 '사고사'의 원인은 '껍질'이다. '랍스터와 같은 갑각류 생물들은 껍질을 갈아입는 '탈피'를 한다.

갑각류 생물들은 탈피를 하면 껍질이 두껍고 단단해지며 커지는데 몸도 껍질에 맞게 함께 커지게 된다. 랍스터의 경우 이 같은 탈피의 과정을 거치면서 백 년정도를 살게 되면 껍질이 너무 두껍고 단단해져 자기 힘…

위대한 수학의 미스테리 1편

인간은 오래전부터 자연을 관찰해왔고, 여러가지 패턴들을 찾아내었다.


밤하늘에 떠있는 별들을 바라보며 별자리를 찾아내었고,


밤과 낮, 그리고 계절이 바뀌는것을 보면서


이러한 패턴을 “시간” 이라고 불렀다.


사람의 몸, 호랑이의 줄무늬와 같은 자연의 대칭적인 패턴들을 보고 익히면서


인간은 이것들을 예술로만들고 더 나아가서는 도시를 건설하는데 이용하게 된다.


이러한 패턴이 우리에게 의미하는것은 무엇일까.
왜 고동의 껍질과, 단면을 잘라낸 양배추에서 보이는 나선형의 모양이


머나먼 우주의 은하에서도 보이는것일까? 이것은 그저 우연에 불과한것일까?


과학자들은 이 세상의 패턴들을 연구하고 이해하려할때 그들은 강력한 도구인 “수학” 을 이용한다.

관찰한것을 숫자화하고 그 숫자를 자연의 리듬과 규칙의 원인을 찾기 위해
수학적 테크닉을 이용하여 탐구한다.


이러한 노력은 행성의 공전궤도에 관한 비밀과 우리들의 휴대전화를 연결하는 전자파.


심지어 물질의 가장 기본적인 구성요소를 발견하게 해주었다.


그러나 이러한 발견은 보다 근본적인 질문을 던지게 한다.

왜 수학이 이토록 잘 맞아떨어지는 것일까?
우리가 살고있는 세상이 수학을 바탕으로 이루어져 있기 때문인것일까?


아니면 수학은 단지 인간의 뇌가 발명한 결과물인 것인가?


레오나르도 피보나치는 12~13세기에 활동했던 이탈리아의 수학자로 우리에게는 피보나치 수열로 유명한 사람이다.


피보나치 수열을 생성하는 기본 규칙은 처음 두 항은 1이고(그림에서는 0부터 시작함), 세 번째 항부터는 바로 앞의 두 합의 합이 된다는 것이다.

그래서 세 번째 항은 첫 번째 항 1과 두 번째 항 1을 더한 값인 2가 된다. 그리고 네 번째 항은 두 번째 항 1과 세 번째 한 2를 더한 값인 3이 된다.


피보나치 수열은 우리 일상생활에서 많이 볼수 있는데 데이지 꽃의 꽃잎이 피보나치 숫자의 형태로 나타난다.


솔방울의 밑바닥을 보면 나선형의 선이 시계 방향으로 피보나치 수 13 만큼, 시계 반대 방향으로 13 바로 이전의 피보나치 수 8 만큼 그려지는것을…

푸마 풍쿠: 신비한 고대 유적에 관한 믿을 수 없는 사실

초자연적인 거석과 돌로 구성된 가장 신비한 고대 유적지 중 하나인 푸마 풍쿠는 레이저와 같은 도구로 작업 한 것으로 보이며 수천 년 전에 볼리비아에 건설되었습니다.

푸마 풍쿠 (Puma Punku)의 유적지 인 티아우아나코 (Tiahuanaco) 라는 또 다른 놀라운 곳과 멀지 않은 곳에 위치하여 수십 년 동안 전문가들을 당황스럽게 만들었습니다.

볼리비아의 라파즈 (La Paz)시에서 서쪽으로 약 45 마일 떨어진 곳에 우리는 지구상의 어떤 다른 곳과도 다른 고대의 사이트를 발견합니다. 고대 문화에 대한 전통적 견해를 깬 푸마 펑크 (Puma Punku)의 고고 학적 유적지는 수세기 동안 설명을 거부 한 돌 위에서 엄청나게 정밀한 돌, 정밀 절단 및 광택 처리 된 표면을 특징으로합니다. 푸마 풍쿠 (Puma Punku)의 돌들 중 일부는 너무 세밀하게 연마되어 유리처럼 매끄럽게 보입니다.


이 유형의 석기는 지구상의 몇 군데에만 나타납니다. 수천 년 전의 것처럼, 알려지지 않은 문화는 거대한 안식암을 형성하고 형성하기위한 고급 도구를 사용했습니다.

이 암석 중 일부는 시멘트를 사용하지 않고서 완벽하게 맞춰지고 서로 연동되는 정밀도로 절단되었습니다. 더욱 놀라운 점은 하나의 종이가이 돌들 사이에 끼지 않을 수 있다는 사실입니다.


티아우아나코 (Tiahuanaco) 근처에서 발견 된 가장 매력적인 고고학 유물 중 하나는 유명한 푸 엔테 마그나 볼 (Fuente Magna Bowl)입니다

이 유물은 도자기 그릇이고 표면에 수메르어 설형 문자와 프로토 수메르어 상형 문자가 쓰여 있습니다. 이 두 문명은 결코 연결되어 있지 않으며 세계 반대편에 위치하므로 주류 학자에게는 큰 문제입니다.


유타 주 호스슈 캐니언에 그려진 고대의 외계인 벽화

미국 남서부에는 수많은 우주 비행사와 같은 모습으로 묘사 된 수많은 고대 벽화가 있습니다. 이 그림들은 약 4000 년 전에 만들어졌습니다.


유타의 무수한 암석에 그려진 인물의 의미는 여전히 미스테리인데, 이것이 고대인들의 상상력에 의한 추상적인 미술인지 혹은 외계인에 대한 초상화인지는 알 수 없습니다.

그 중 가장 유명한 벽화는 유타 주 베르데 강 서쪽의 배리어 캐니언으로 알려진 호스슈 캐니언 (Horseshoe Canyon) 에 있습니다.


이 그레이트 갤러리 (Great Gallery)는 높이가 약 5m 길이가 60m 이상인 장엄한 고대 미술 패널로 자연 크기의 약 20 가지의 의인화 된 이미지를 포함하며 그 중 최대 크기는 높이가 2m를 초과합니다.

자체 발광하는 생물

오늘은 Bioluminescent 라고 하는 '생물발광'에 대해서 알아본다. 생물발광은 빛을 생성하는 생물체를 의미하는데 크게 나눠 생물 스스로 발광기관을 통해 빛을 내는 경우가 있고 발광기관은 없지만 포토포어 (photphores)라고 하는 발광세포 내의 공생 박테리아가 빛을 내는 경우가 있다.

발광은 루시페린이라고 하는 발광물질이 효소 루시페라아제에 의해 산화되면서 일어나는 화학작용인데 생물마다 루시페린의 종류는 조금씩 다르다. 통상 1분자가 산회되면 1광자로 방출된다고 한다.

현대 과학계에서는 일부 루시페린의 화학구조를 밝혀낸 것도 있지만 아직도 대다수 발광생물의 기전에 대해선 미지의 영역으로 남아있다.


발광생물은 박테리아처럼 아주 작은 것부터 버섯, 반딧불 그리고 해파리나 오징어 같은 해양생물 등 매우 광범위한 분포를 보이고 있고 이와 관련된 학계에서는 빛을 내는 생물을 아예 발광생물종으로 별도 분류하여 연구하고 있다.

오늘날 이 분야가 각광받는 이유는 무엇보다 이 발광생물이 만들어내는 빛의 메커니즘과 유전자정보를 이용해 여러 산업분야에 다양하게 응용하기 위함인데 가령 가로등을 대신해 발광 가로수만으로 빛을 만들어낸다거나, 실내 발광식물을 이용해 가정용 전등 등을 대체함으로써 인류가 소비하고 있는 엄청난 양의 에너지를 절약하기 위해서다.

빛이 도달하지 않는 깊은 심해에 사는 생물 중에도 빛을 내는 종류가 꽤 많은데 그 중에서 가장 많은 분포를 차지하는게 해파리와 오징어 종류다. 특히 발광 오징어와 문어는 자체 발광도 하지만 위험 순간에 먹물처럼 발광물질을 뿜어내 포식자의 주의를 분산시켜 자신을 방어하거나 은폐의 도구로 사용하기도 한다.

생물학자들은 특정 생물이 왜 빛을 만들어내는가라는 질문에 포식자가 현란한 빛으로 먹이를 유인하기 위해서라거나 환경적응에 이롭게 하기 위해서라고 설명하는데 이는 사실 단편적이고 주관적인 해석이라고 볼 수 있다.

아무튼 발광생물이 스스로 빛을 내는 장면은 생물학적 해석을 떠나서 매우 환상적이고 몽환적인 느낌…

레이저로 자른듯한 미스테리 바위

사우디아라비아 타이마 오아시스 부근에 있는 ‘알-나슬라 바위’입니다. 레이저와 같은 정밀도로 반으로 나뉘어져 있는 것이 특징입니다.

전문가에 따르면 레이저와 같은 정밀 절단은 인위적으로 만들어지지 않았습니다. 용암이 흐르면서 일종의 도랑을 만들었고, 그에 영향 받아 바위 받침대 일부가 내려 앉으면서 다른 쪽과 ‘쩍’ 갈라진 일종의 단층이라는 설명입니다.

그렇다 하더라도 너무 매끄럽고 정밀하게 반으로 나뉜 것은 정말 미스테리합니다.