지구의 나이는 얼마이며, 어떻게 알 수 있을까?

일반적으로 지구와 나머지 태양계의 나이는 45억5천년(+/- 1%) 으로 받아들여지며, 이러한 수치는 몇 개의 다른 증거들로부터 얻어졌다.

불행히도 이러한 연대가 지구에 있는 물질로부터 직접적으로는 계산될 수 없다. 그것은 지구가 만들어 지면서 생긴 에너지가 지각을 용융시켰을 뿐만 아니라 지표면에서도 침식작용이 원시지구의 지각을 모두 파괴해 버렸기 때문이다.

지구상의 가장 오래된 암석은 몇몇 방사선 동위원소 측정법으로 38-39억년 정도로 측정된다. 이들 암석의 일부는 41-42억년 정도의 연대를 가진 광물들을 포함하는 변성퇴적암들이다. 사실 이런 연대를 가진 암석은 드믈고, 모든 대륙에서 적어도 35억년 정도의 연대를 가진 암석들은 북미와 그린랜드, 호주, 아프리카, 아시아에서 발견되어 진다.

사실 이들 수치는 지구 형성 연대를 실제적으로 알려 주시는 못하지만 지구 연대의 하한값(최소한 지구의 나이가 얼마 이상이라는)은 알려 준다. 이러한 하한값들은 지구의 실제 연대인 45.5억년이라는 추정과 잘 조회되고 있다.

대부분의 직접적인 지구 연대는 지구나 운석에서의 시료들로부터 얻어지는 Pb/Pb isochron 법에 의해서 얻어진다. 이 연대측정은 납의 동위원소 Pb-206, Pb-207, 그리고 Pb-208와 Pb-204의 값을 측정해서 Pb-206/Pb-204에 대해서 Pb-208/Pb-204를 그래프로 그래서 연대를 추정한다.

만약 태양계가 Pb동위원소비율이 균질하게 분포된 물질덩어리로부터 형성되었다면, 태양계의 원시물질로부터 형성된 시료들의 원점은 모두 같을 것이 예상된다. 그러나 시료마다 가지는 Pb-206과 Pb-207의 양이 다르며, 이것은 이러한 동위원소들이 우라늄에서도 붕괴되어 형성되기 때문이다. (U-238은 Pb-206으로 U-235는 Pb-207로 붕괴된다) 이러한 원인들로 인하여 자료의 점들이 서로 벌어지게 된다. 더구나 Pb-206/Pb-204의 값들이 시간에 흐르면서 변한다.

만약 태양계의 근원물질에서우라늄의 동위원소비 역시 균질하다면 계산치의 점에 변화는 있겠지만, 이들은 항상 동일선상에 찍히게 될 것이다. 그리고 이 직선의 경사로부터, 물질덩어리가 각각의 물질로 분리되는 시점에서 부터의 시간을 얻어댈 수가 있을 것이다.

창조론자들은 위에 열거된 가정들 전부를 부인하고 있다. 그러나 이러한 가정들은 그 측정되고 그림으로 그려진 데이터들 스스로 테스트 되며, 창조론자들의 가정에 대한 부인이 없었더라도, 실지 기본가정들은 데이터를 한 직선위에 찍힌다는 것만으로도 부인할 수 없다.

우라늄을 포함하는 운석5개와 포함하지 않는 것들중에서 하나, 현재의 해양퇴적물에서 발견된 것(검정 동그라미)들의 그림은 다음과 같다.

위 도표에서 나타나는 직선의 경사는 45.5+/- 0.7억년을 나타낸다.

 

대부분의 지구와 태양계의 연대에 대한 측정들은 운석과 같은 지질학적으로 활동성이 없어서 형성당시의 증거들이 지워지지 않는 행성에서 유래한다. 아래의 표는 운석들로부터 얻어진 방사선 동위원소 연대측정의 결과를 나타낸 것이다.

 

표에서 보다시피, 수백개의 다른 운석시표와 서로 다른 연대측정법에서 나온 결과이지만 45억년이라는 놀라운 일치를 보여주고 있다. 젊은지구를 주장하는 사람들이 자료를 선택적으로 보여준다고 할지 모르나 그것은 잘못된 것이다. 이 자료는 모든 운석의 연대측정결과의 상당한 부분을 보여주는 것이다. Dalrymple (1991, p. 286)에 따르면 100개 미만의 운석을 측정한 결과 이중에서 70개 정도가 낮은 분석오차를 가지고 연대가 분석되었다.

게다가 각 운석들에 대한 두가지 연대측정법을 사용한 결과에서도 거의 같은 연대를 보여준다. 예를들면

게다가 운석의 가장 오래된 나이를 측정하는 것은 한시료를 여러 가지 방법으로 측정하거나 다른 시료를 여러번 반복해서 측정해서 얻은 결과와도 일치한다. 예를들면

 

운석의 나이를 측정하는데 한 방법을 여러번 측정한 것이나. 각각을 다른 방법으로 실험한 것들이 모두 기존의 태양계의 나이에 대한 모델과 결과와 일치한다.

 

젊은 지구론자들의 연대측정법

창조론자들은 지구 연대에 대한 상한을 주장하는 그들은 수천년 정도의 매우 젊은 연대를 얻어내는 몇가지 방법을 가지고 있다. Talk.origins에서 아주 자주 논의된 몇가지가 아래에 있다.

1. 대기내의 헬륨의 축적
2. 지구자기장의 능률 붕괴
3. 달표면의 우주진의 축적
4. 해양의 금속물질의 축적

이들이 창조론자들의 젊은 지구 논의를 논박하기에 "최고로"또는 가장 어려운 주제들은 당연히 아니다. 다만, (비록 사실이 아니지만)이러한 자료들이 인기있는 창조론자들의 문헌에 단골로 실려있고, 사실 talk.origins에서 다루어야 할 것들이다.

대기상의 헬륨의 축적 Accumulation of Helium in the atmosphere >

젊은 지구론자들의 논증은 다음과 같다: 헬륨-4는 방사능 붕괴(알파 입자는헬륨의 핵이다)에 의해 생성되며, 이것은 대기중에 계속해서 축적된다.

헬륨은 (수소와 달리) 지구의 중력을 벗어날 수 있을 만큼 가볍지 않으며,따라서 시간이 지남에 따라 축적된다. 대기중의 헬륨의 지금의 양은 불과20만년도 안된 것이며, 그러므로 지구는 젊다. (나는 이 논증이 몰몬교젊은 지구론자인 멜빈 쿡(Melvin Cook)에 의해서 네이쳐지에 편집자에게 보내는 편지란에실린 것이 최초라고 생각한다.)

그러나 헬륨은 대기로부터 빠져나갈 수 있고, 실제로 그러하며, 그 비율은정확히 생성되는 양과 거의 동일하다. 젊은 지구론자들은 젊은 연대를 "만들기"위하여 헬륨이 빠져나갈 수 있다는 메카니즘을 아예 무시해 버렸다.

예를 들면 헨리 모리스는 다음과 같이 말한다:

헬륨-4가 지구로부터 심각할 만큼의 양이 빠져나갈 수 있거나, 그렇다는 어떠한 증거도 없다. (헨리 모리스.1974: Scientific Creationism p.151)

그러나 모리스는 틀렸다. 분명히 그 누구도 연대가 기반을 두고 있는 정 반대의과정을 단순히 무시한 훌륭한 연대 측정법을 "발명"할 수는 없다.

달림플(Dalrylple)은 다음과 같이 말한다.

뱅크와 홀처(12)는 극풍(polar wind)이 4He을 (2-4)x10^6 ions/cm2/sec로 빠져나가게 함을 보여주었으며, 이것은 산출되는 플럭스인 2.5+/-1.5x10^6과 거의 동일한 것이다. 3He에 대한 것도 비슷한 결과, 즉, 산출되는 양과 이탈하는 양이 같다는 결과를 나타낸다. 또 다른 가능한 탈출 메카니즘은 태양풍과 상층대기와의 자기장 세기가 단기간 동안 역전되는 동안의 직접적 반응이다. 쉘돈과 컨(112)은 과거 350만년동안 약 20번의 지자기 역전이 있었다고 추정하며 이것은 헬륨의 생산과 손실의 균형을 확신시켜 줄 수 있다.

달림플(Dalrymple)의 참고문헌:

(12) Banks, P. M. & T. E. Holzer. 1969. "High-latitude plasma transport: the polar wind" in Journal of Geophysical Research 74, pp. 6317-6332.

(112) Sheldon, W. R. & J. W. Kern. 1972. "Atmospheric helium and geomagnetic field reversals" in Journal of Geophysical Research 77, pp. 6194-6201.

이러한 주장은 아래의 창조과학자들의 문헌에 나온다.

Baker (1976, pp. 25-26)
Brown (1989, pp. 16 and 52)
Jansma (1985, p. 61)
Whitcomb and Morris (1961, pp. 384-385)
Wysong (1976, pp. 161-163)

 

2. 지구 자기장의 능률붕괴

젊은지구론자들의 주장 : 자기장의 쌍극자 선분은 그것이 측정되어 온 이후로 계속 조금씩 감소해왔다. 일반적으로 받아들여지는 지자기장의 "다이나모 이론"이 틀린 것으로 가정하고, 지구내부 자성물질의 자유전류에 의해 형성되는 자기 강도가 창조이후 계속 그 소도가 줄어오고 있다는 것이다. 130여년 동안 측정치에서 얻어진 반감기 1400년의 지수 그래프에서보면 8000여년 전에는 굉장히 높은 자기장으로 지구의 존재가 불가능하다. 따라서 지구는 젊으며, 이러한 주장은 Thomas Barnes에 의해 제기되고 있다.

그러나 연대측정원리상에 몇가지 문제가 있다. 전부를 나열할 수는 없지만 4가지만 말한다면.

1. 다이나모 이론이 완성되지는 않았지만 (핵의 일부 성질이 밝혀지지 않았기 때문) 다이나모 이론을 받아들이지 않을 이유가 없다. 만약 장으로 에너지가 유입이 된다면 이러한 외삽법은 쓸모가 없다.
2. 지구 자기장이 한방향으로 변화하는게 아니라 자체적으로 역전된다는 많은 증거들이 있다.이렇게 되면 한방향의 외삽법은 가치가 없다. 이것은 일부 젊은 지구론자들이 인정하는 사람도 있다. Humphreys (1988).
3. Much of the energy in the field is probably locked in toroidal fields that are not even visible external to the core. This means that the extrapolation rests on the assumption that fluctuations in the observable portion of the field accurately represent fluctuations in its total energy.
4. 반즈의 외삽법은 자기장의 비쌍극자 성분을 완전히 무시한다. 이것이 핵내부에서는 무시할 만하다고 할지라도 반즈의 외삽법은 측정할 수 있는 값들을 무시하고 이론적인값으로 대체해 버렸다.

이중에서 마지막것이 무엇보다 중요하다. 지구 자기장은 종종 2가지 성분이 섞여서 측정이 된다. "쌍극자"성분은 단일 자석에서 형성되는 장을 이론적으로 근사한 부분이고, 비쌍극자 성분은 그외 나머지 성분이 섞인 것이다. 1960연대의 연구에 의하면 한세기를 지나면서 쌍극자 성분이 점차적으로 감소한 것은 비쌍극자 성분에 의해서 완전히 보상된다. (다른말로 하면, 자기장의 에너지의 양이 변한다기 보다는 자석의 모양이 이상적인 자석의 형태에서 모양이 바뀐다는 의미이다.) 반즈의 외삽법은 장의 에너지가 감소하는 것에 근거하는 것이 아니다.

더 많은 정보를 원한다면 Dalrymple (1984, pp. 106-108) or Strahler (1987, pp. 150-155)를 살펴 보라.

이러한 주장은 아래의 창조과학자들의 문헌에 나타난다.

Baker (1976, p. 25)
Brown (1989, pp. 17 and 53)
Jackson (1989, pp. 37-38)
Jansma (1985, pp. 61-62)
Morris (1974, pp. 157-158)
Wysong (1976, pp. 160-161)

3.달의 먼지의 축적

젊은 지구를 주장하는 사람들의 가장 흔한 주장의 하나가 지구상에 유입되는 meteoritic dust (우주먼지)를 측정한 결과 인년에 수백만톤이라는 것에 근거한다. 지구상에서는 이정도의 양(1 에이커에 1년동안 신발상자하나 정도)은 침식에 비하면 매우 적은양으로 무시할 수 있지만 달에서는 이러한 침식작용이 없기 때문이다. 젊은 지구론자들은 달은 지구와 거의 같은 면적이라면 거의 비슷한 양의 먼지가 떨어지는데 (아마도 중력이 약하기 때문에 지구의 25%정도) 달이 수십억년 되었다면 달의 먼지는 약 100 feet정도 되어야 한다고 주장한다.

모리스는 달의 먼지의 유입율을 다음과 같이 생각했다.

"Hans Pettersson에 의한 가장 훌륭한 측정결과에 의하면 1년에 천4백만톤이다. " Morris (1974, p. 152) [강조하기 위해서 진한 글씨체 사용-저자] (역주 : 원문은 이탤릭체로 저자가 강조했으나 번역하면서 진한글씨체로 바꿈)

 페터슨은 산위에 올라가서 스모그를 측정하기 위한 장치로 먼지를 모은 다음에 모아진 것에서 니켈의양을 측정하였고 그 니켈이 모두 우주먼지에서 온 것으로 가정하고 계산한 결과를 발표한 것이다.

그 가정은 틀린 것으고 그것이 바로 우주 먼지의 양을 과대평가하는 원인이 되었던 것이다.

패터슨은 일년에 천오백만톤이라고 결론을 내렸지만 그는 같은 논문에서 이 결과들이 약간 과대평가되었을 것이라고 믿으며 아마 5백만톤쯤이 더 정확할 것이라고 했습니다.

모리스가 창조과학에 관한 책을 쓸 때까지 여러 가지 정밀한 측정이 있었는데 이러한 측정은 지구에 유입되는 양이 일년에 약 2만톤에서 4만톤 정도였습니다. 여러 가지 측정방법 (해저 침전물의 화학적인 분석, satellite penetration detectors, microcratering rate of objects left exposed on the lunar surface)에 의한 값들이 거의 일치한다. 이값은 모리스의 결과보다 1/1000 (3 orders) 이하이다.

모리스는 알려진 자료중에서 가장 쓰레기 자료를 이용했고 이것은 가지고 "가장 훌륭한 (best)" 측정이라고 하였던 것이다. 적절한 값을 가지고 계산한다면 달의 먼지는 1피트 미만이 된다.

더 자세한 정보를 얻고 싶다면 Dalrymple (1984, pp. 108-111) or Strahler (1987, pp. 143-144)을 찾아보길 바란다.

(아래의 내용 addendum은 번역하지 않음. 다만 이 내용은 행성지구에 대해서읽어보시면 될 것으로 보임)

 

4.대양으로의 금속성분의 유입 및 측적

1965년에 출판된 "화학해양학(chemical Oceanography)"라는 잡지에는 해양속의 금속성분에 대한 유입시간에 대한 리스트가 실려 있ㄷ. 이 게산치는 하천에서 대양으로 들어가는 금속의 년간 비율을 해양속에 다양한 금속성분의 양을 나눔으로서 얻어냈다. 몇몇 창조론자들은 이 도표를 다시 만들어서, 이러한 수치들이 바로 바다의 상한연대임을 주장하고 있다. 왜냐하면, 이들 수치들이 금속들이 양이 0으로부터 현재수준에까지 이르기 까지 해양에 유입된 시간을 이야기해주고 있기 때문이다.

먼저 연대를 계산한 방법으로 나온 결과를 살펴보자. 대부분의 창조론자들의 작업은 모든 수치를 다 보여주지 않고 단지 간편한 값들만 보여주고 있는데 이들의 리스트는 다음과 같다.

 

 

자 이제 지구의 나이를 알아내기 위한 이러한 방법들에 대해서 비판해 보자.

• 해양으로부터의 금속성분제거에 대한 메카니즘을 무시한다.:
  • 위에 있는 금속들은 평형상태이거나 이에 가까운 것들로 알려진 것이다. 즉, 해양에 대한 유입 및 유출의 비율이 측정방법의 불확실한 부분의 한도내에서 같다. (불행히도 일부의 해양의 화학적 내용이 잘 알려지지 않았기 때문에 불일치가 있는 것도 있다.) 어떤 사람도 평형상태에서 연대를 계산해 낼 수 없다. 즉 해양의 농도가 변하지 않아야 된다. 즉 농도가 전혀 변하지 않고 영원히 있을 수도 있다.
  • 평형상태에 도달되지 못한 금속이라도 그 상대적으로 매우 평형에 가깝다. 필자는 우라늄에 대해 유출추정치가 평형상태 보다도 훨씬 크다는 것을 증명하는 어떤 증거도 발견할 수 없었다. "실제적인" 상한을 계산하기 위해서는 양의 측정 불확실 성의 값을 근사적으로 계산해서 "최대"상한을 계산해야 한다. 또한, 유출비에 대해 가능한 최고치로 계산을 해야되며 측정오차의 한도내에서 가능한 최소의 유입비를 바탕으로 계산해야 한다. 그것이 만약 평형상태에 도달되었다면, 상한 이라는 것이 계산되지 않는다.
  • 게다가 우리해양에서부터 금속이 없어지는 비율을 정확히 알고 그 비율이 유입량과 맞지 않았더라도 이들 수치는 여전히 틀린 것이다. 왜냐하면, 유출비율에 대한 합리적인 근사치를 구하기 위해서는 미분방정식을 풀어야 한다. 상한값을 주장하는 창조론자들은 이러한 요인들을 빠뜨리고 있다. 지금까지 주장된 값은 유출량이 0일 때 (사실 그렇지 않다1)의 상한으로서 유입은 금속이 만들어 졌을 때의 비율보다는 감소할 것이고 따라서 한계라고 주장되어서는 않된다.

• 이방법은 사용할 수 있는 방법이 아니다. 위의 세가지 문제를 무시하고 나온 결과는 무작위로 흩어져 있다. (5개 천년미만, 5개 1-9천년, 5개 1만-99만년, 6개 10만-99만년, 6개 백만년이상) 또한 두 개가 350년이고 알루미늄의 경우 100년을 지시하고 있다. 만약 이 방법이 맞다고 한다면 지구는 최하한 연대가 100년보다 작을 수도 있다. 아무도 지구가 100년밖에 되지 않았다고 토론에서 동의하지 않는다.
•  
• 이런 연대측정법이 독립적인 증거임을 방해할 많은 것들 때문에 실제로 아무연대도 측정할 수없다. (900만년의 [Sr]의 연대가 4200년의 [Hg]와 어떻게 같다고 확실할 수 있을까?) 독립적인 증거는 연대측정에서 중요하다. 과학자들은 일반적으로 단지 한가지 측정으로 계산된 연대를 절대적으로 신뢰하지 않는다.
• 이런 방법들은 사실 일정하지 않지만 균일하다는 생각에 기초해 있다. 유입비가 시간에 따라 항상 일정했다는 것은 믿기가 어렵다. 사실 육지의 비율이 상대적으로 큰 것으로 오늘날의 침식비(유입비)는 과거보다 클 것으로 생각된다.

이방법을 확인할 만한 "확인방법"도 없고 계산결과가 좋다 나쁘다 판단할 길도 없다. 연대를 결정하기 위해 지질학자들이 사용하는 가장 좋은 방법은 연대를 측정할 수 없는 시료를 알아내기 위한 확인방법을 가지는 것이다. 창조론자들이 이 연대측정법에서 틀린 결과가 나올 때 그것이 틀리다고 하는 것은 그들이 좋아하는 값이 아니라서 버리고 싶을 때 뿐이다.

창조론자들이 이런 문제를 출판하는데 열을 내는지 궁금해 할 거다. 그런데, 이건 한두 건이 아니고 다음 문헌에도 여전히 나와있다.

Baker (1976, p. 25)
Brown (1989, p. 16)
Morris (1974, pp. 153-156)
Morris & Parker (1987, pp. 284-284 and 290-291)
Wysong (1976, pp. 162, 163)

결론

진짜로 이런 연대측정방법에는 인기가 많은 것이다. 1960 연대부터 1980연대 말의 (오늘날에서도 많은 창조과학자들의 web site에 발견된다) 창조론자들의 문헌에 단골로 등장하는 것이다. 또 talk.origins에서 많이 나왔던 주제들이다. 이들은 모두 자료를 왜곡한 것이다.

호기심 많고 편견이 없는 관찰자들은 그들이 이런 주장을 깨끗이 "제거"하지 않는한 창조론자들에게 들지 않으려고 논리적으로 반박할 수 있을 것이다. 만약 요즘 생물 교과서에서 "필트다운인"이 인류진화의 증거라는 주장이 있다면 나는 책을 불태워 버릴 것이다. (만일 창조론자들이 주장하는 것들 역시 사실로 받아들여 진다면 난 아마 가진 책이 없을 것이다.)

 

창조론자들의 방사선 연대측정법에 대한 비판

대부분의 창조론자들의 방사선 연대측정법에 대한 비판들을 몇 개의 부분으로 나누어 볼 수 있다. 이것들은 다음과 같다.

1. 잘못된 측정방법을 사용한 참고문헌
2. 측정방법의 가정이 잘못이라는 주장
   1. 방사성 동위원소의 붕괴상수가 일정하다.
   2. 시료에 오염이 되어있을 수 있다.

1. 잘못된 측정 방법을 사용한 레퍼런스의 인용

이것은 아마 가장 흔히 있는 주장이다. 창조론자들은 사용해서는 않되는 측정법을 사용하여 얻은 결과를 지적하고, 따라서 측정법이 무시될 수 있다고 주장한다. 그런 주장은 다음 두가지 설명으로 반박된다.

• 첫째, 적절하지 못한 측정방법이 전혀 사용가능한 방법이 아니라는 의미는 아니다. 이 질문은 연대측정 불가능한 목표물이 있는가? 없는가?에 대한 것이 아니라 모든 목표물이 주어진 연대측정법에 의해 측정될 수 있는가 없는가 에 대한 것이다. 손목시계 하나가 시간이 잘 안맞게 간다고 해서 모든 시계가 그렇다고 말할 정당성이 없다.

  이떤 창조론자들이 다섯 개의 다른 시계들이 같은 시간을 보여주고 있는 것을 부인할 수 있겠는가? 다섯 개의 방사성 동위원소 연대측정법이 지구상에서 가장 오래된 층에 대한 연대에 동의하고 있는데 (Dalrymple 1986, p. 44) 그런 생각은 가처없이 없어져야 한다.

• 두 번째로 95%이상의 방사성 동위원소 연대들이 진화론상의 (주장되는) 기대되는 연대를 말해주고 있다는 사실은 이러한 주장에 찬물을 끼얹는 것이다. (Dalrymple 1992). 측정법들이 필수적으로 무작위적인 "좋지 않은 결과"를 얻는다는 주장은 왜 이런 "좋지 않은 결과"가 과학의 주류의 결과와 일치하게 되는지를 설명할 수 없다.

2. 측정법의 가정들이 잘못이라는 주장

몇 특정한 가정들이 모든 연대측정법에 관련되어 있다. 붕괴비율의 일정, 오염에 대한 가정 (모원소나 딸원소의 유입이나 유출이 없었다!)등이 정당하지 않다고 말한다.

2.1 붕괴비율의 일정성

방사성 붕괴의 비율(연대측정에 관련된 것)은 어떤 특정 입자가 원자핵으로부터 빠져(tunnel) 나갈려는 시간당 확률과 같은 물질의 기본적인 성질에 기초해 있다. 원자핵은 잘 고립되어 있어서 온도나 압력같은 큰 영향하에서도 상대적으로 안정되어 있다. 지질학적 연대측정법에 관련된 어떠한 붕괴속도의 변화는 어떤 조건에서도 변화되는 것이 관찰되지 않았다.

지질학에 관련된 동위원소 붕괴율의 상당한 변화는 어떤 조건하에서도 발견되지 않았다. Emery (1972)는 방사선동위원소 붕괴율에 대한 실험결과와 이론적인 한계를 충분히 조사했다.

Emery 에 의해 보고된 가장 큰 변화는 여기서 다루는 동위원소도 아니고 붕괴율도 젊은 지구론자들의 주장과 합당한 값의 1%정도의 오더만이 차이가 났을 뿐이다.

Steve Carlip(CK47LK.E2J@ucdavis.edu) 의 방사성 붕괴의 메카니즘에 대한 여담을 한번 들어보자. (스티비의 요청에 의해서 약간 편집함)

알파붕괴의 경우.. 단순한 기본 메카니즘은 영자역학적 터널링 효과(에너지 장벽을 통과하는)이다. 이것은 기초적 양자역학 책에서 어디서나 볼 수 있는 내용 예를들어 Ohanion Principles of Quantum Mechanis라는 책 89쪽에 보면 알파붕괴에 대한 좋은 예가 있다. 이런 과정이 시간에 대한 확률적이고 지수적이라는 사실은 양자역학의 중요한 사실이다. 이러한 시간에 비레성은 "페르미의 황금률"을 따르는 것으로 같은책 292쪽을 보아라.

물론 붕괴속도의 정확한 계산은 에너지 준위(벽)의 형태에 따라 더 세부적인 이해가 요구되므로 매우 복잡하다. 원리상으로는 엄밀히 테스트된 양자 착색역학(quantum chromodynamics)에서 계산되는 데 실제로는 너무 복잡해서정확히 측정되지는 않는다. 그러나 신빙성 있는 근사치가 구해지고 또한 이러한 포텐샬의 형태는 실험적으로도 측정이 되고 있다.

베타 붕괴의 경우의 원리는 다르다 : 양자착색역학 보다는 약전기 이론 (electroweak theory)에 의한다. (글래쇼와 와인버그 그리고 살람이 노벨상을 받은 이론)

위에 언급된 것처럼, 방사성 붕괴는 물질의 기본성질로부터 예측된 것이다. 빠른 붕괴의 의미로 젊은 지구에서의 오래된 지구 연대를 설명하려면 붕괴속도가 6-10오더(=10^(6-10)) 정도 증가해야 한다. (그런 빠른 속도가 홍수전이던 홍수때 일어나든지..)

그러한 물질의 성질상의 큰 변화는 방사성 붕괴외의 다른 큰 영향을 나타낼 것이다. (taken from <16381@ucdavis.ucdavis.edu> by Steve Carlip)

그래서 여기엔 그러한 변화의 증거를 어떠게 찾을 수 있을까 하는 많은 작업들이 있다.

이러한 기술적인 내용이Sisterna and Vucetich (1991)에 의해 요약되어 있다. 그들중에는 다음과 같은 현상이 있다.

• 물질내 상호작용 강도의 변화에 따른 수성, 달과 화성의 반지름 변화에 대한 연구
• 산호의 성장패턴과 태양계의일식처럼 관찰되는 현상에 의해 지구와 달의 궤도상 영년변화에 대한 연구
• 바이킹 미션에 의해 지구로부터 화성까지의 거리를 측정
• PSR 1913+16 펄사의 괘도운동에 관한 데이터
• 베타붕괴에 의해 붕괴되는 나이많은 동위원소들 (Re 187, K40, Rb 87)과 다른 메카니즘으로 붕괴되는 동위원소와의 비교.
• (다른글에서 언급된 ) 오클로 자연핵반응
• 다른 원소들간의 인역(중력)차이에 대한 실험연구 (에트바스-형 실험들)
• 퀘이사의 흡수선 (fine structure and hyperfine splittings)
• KO메손과 그 반입자들 사이의 질량차이에 있는 변화의 실험적 연구

확실하지는 않더라도 위의 관찰들은 방사성 붕괴를 좌우하는 물리상수의 변화에 민감한 것들이다. 예를들어 베타붕괴를 좌우하는 약한 상호작용력의 강도변화는 각 원소들 간의 결합에너지, 즉 인력(중력)등에 유의한 변화를 주게 된다. 비슷하게, 결합에너지의 그러한 변화는 궤도운동에 영향을 주며 보다 직접적으로 인력의 변화가 우리가 보고 있는 상당한 거리를 떨어진 별들의 스텍트럼에 영향을 주게 될 것이다.

이런 관찰들은 매우 세밀한 실험실테스트들의 종합이며, 이들은 시간에 역행하지 않고 어떠한 작은 변화도 정확하게 감지할 수 있는 것들이다. 뿐만 아니라 다소 덜 정교하고 과거의 시간이 보이는 천문학적인 보이는 천문학적인 관찰결과 역시 포함된다. (우리가 관찰하고 있는 백만광년 떨어진 별에서 일어나는 과정들은 백만년전의 것임을 기억하라!)하나의 관찰은 방법론적으로 논쟁이 일어나기 쉽지만, 많은 독립적인 증거들이 복합적으로 보여주는 결과들을 폐기하도록 주장하는 것은 매우 어렵다.

위에 제시된 결과들에서 년간 1/(10^11) 정도의 정확성으로 기본상수의 변화는 없다는 것을 확인할 수 있다.

요약 : 실험적 증거들이나 이론적인 고찰은 방사선동위원소 붕괴상수가 변했다는 것을 부정한다.

오염이 일어났을지도 모른다.

이 주제는 아이스크론 연대측정법 FAQ에 잘 언급되어 있다. 이 FAQ에서 지구의 연대라는 부분에서 논의된 모든 방법은 아이스크론 연대측정법이며 이들은 측정불가한 오염된 표본은 제외시킬 수 있는 방법이 있다.

일부의 연대측정법이 (예를들어,K-Ar이나 탄소 14) 오염에 대해 확인할 방법이 없고 오염되어 있다면 의미없는 결과를 내놓는다. 이러한 이유로 그러한 연대측정 결과들은 큰 신뢰성을 가지지 못한다.

또한 위의 첫 항목과 유사하게, 오염에 대한 핑개들은 방사성 연대측정법이 항상 오래된 지구에 동의한다고는 말하지는 않는다. 만약 연대측정 결과들이 "혼란스런" 결과들만 보여준다고 하면, 오래된지구에 대한 예측값과 일치하는 것을 설명할 수 없을 것이다.

 

더 읽을 거리들

An excellent, detailed exposition of the means by which the Earth's age is known, as well as the history of attempts to estimate that value, is given in Dalrymple (1991). This book is a must-read for anyone who wishes to critique mainstream methods for dating the Earth. A review of this book in the young-Earth creationist journal Origins (Brown 1992) includes the following text:

"Dalrymple makes a good case for an age of about 4.5 billion years for the material of which the Earth, Moon, and meteorites are composed. [...] His treatment in The Age of the Earth has made it much more difficult to plausibly explain radiometric data on the basis of a creation of the entire Solar System, or the physical matter in planet Earth, within the last few thousand years. In my opinion, the defense of such a position is a losing battle."

(Note: R.H. Brown believes life on Earth and the geological column to be young, but argues that a proper reading of Genesis allows the Earth itself to be much older.)

For those who wish to develop more than a layman's understanding of radiometric dating, Faure (1986) is the prime textbook/handbook on the topic.

There are several shorter works which describe creationist "dating" methods and/or creationist challenges to mainstream dating methods. The best in my opinion is Dalrymple (1986). Brush (1982) and Dalrymple (1984) are also very good.

Writings by old-Earth creationists demonstrate that argument for an old Earth is quite possible without "assumption of evolution." The best few are Stoner (1992), Wonderly (1987), and Young (1982). In addition, Wonderly (1981), Newman & Eckelmann (1977), and Wonderly (1977) are also good.

And, of course Strahler (1987) covers the entire creation/evolution controversy (including all of the topics discussed here) in a reasonable level of detail and with lots of references.

References

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Back to Helium, Magnetic decay, Moon dust, or Metals in oceans.

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Dalrymple, G. Brent, 1991. The Age of the Earth, California, Stanford University Press. 474 pp. ISBN 0-8047-1569-6 
Back to meteorites (oldest or multiple dating methods) or further reading.

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