우주와의 인터뷰

우주와의 인터뷰 - 쿼크에서 블랙홀까지 22가지 우주 물질과의 유쾌한 대담
리처드 T. 해먼드 지음, 승영조 옮김 / 이지북 / 2016년 7월

고등학교 때만 하여도 태양은 움직이지 않고 지우와 같은 행성이 태양 주위를 움직인다 라고 생각했다. 여기서 태양이 움직이지 않는다는 것은 틀린 말이다. 태양은 과거에도,현재에도,미래에도 은하를 중심으로 돌고 있으며, 지구와 같은 행성과 한뭄으로 은하의 중심부를 주축으로 꽈배기의 형태로 크게 돌고 있었다. 태양의 공전주기는 2억년이며, 지금까지 은하를 25번 돌았다. 이렇게 우리는 우주에 대해서 계속 연구되어 왔으며, 우리가 알고 있는 우주에 관한 상식에서 모순을 수정하게 된다. 지구와 태양,은하,은하계..그 공간 안에서 우주 물리학자는 태초의 우주를 알고 싶어한다. 우주가 탄생되던 그 때, 태양이 속한 은하는 언제 만들어졌으며, 태양은 언제 만들어졌는지 궁금하며, 우주가 끊임없이 팽창하고 있다는 사실도 밝혀낸다. 여기에 우리가 실제 보는 우주의 질량은 5%~10% 밖에 되지 않는다는 사실을 확인하였고 나머지 보이지 않은 물질들을 찾아 나서게 된다. 그 보이지 않는 물질의 대표적인 경우가 블랙홀이며, 그 과정에서 양자 역학과 빛보다 더 빠른 물체..즉 타키온의 존재에 대해서 찾으려고 지금까지 연구 중에 있다. 


우주는 이렇게 우리에게 보이는 존재이지만 광범위하기 때문에 물리적, 수학적 이온을 통해서만 계산하며, 확인하게 된다. 스티븐 호킹이 뇌성마비 상태에서 연구를 진행할 수 있는 이유도 바로 여기에 있다. 실험 하지 않아도 머리로 계산하고 우리가 생각하는 이론의 모순을 찾아내 새로운 것의 존재 가능성을 확인하는 것..과거 아인슈타인이 있다고 예언하였던 중력파를 지금 발견할 수 있었던 건 우주과학 기술의 발전 덕분이다. 그리고 스위스 제네바에 있는 유럽 입자 물리학 연구소 CERN 은 우리가 알고 싶어하는 우주의 궁금증을 풀기 위해서 지금까지 실험을 진행하고 있다. 


탄소와 철.. 지금 현재 화성에 가고자 하는 인류의 열망.. 그 열망이 실현되기 위해서 우리는 탄소 문제를 해결해야 한다. 우리 몸속에서 들숨과 날숨을 통해서 내뿜는 것이 바로 탄소이며, 지구가 수십억의 인간의 내뿜는 탄소를 정화할 수 있는 기능을 갖추고 있기에 우리는 살아갈 수가 있다. 그 기능을 하는 것은 바로 숲과 나무이며, 아마존을 지구의 허파라고 부르는 이유가 여기에 있다. 하지만 지구에서 인간은 나무를 벌채하고 그곳에 새로운 것을 개발함으로서 지구가 가지고 있는 정화 작용을 망가트리고 있다. 우리가 화성에서 살려고 한다면 이것은 꼭 해결되어야 하며, 화성에서 만들 하나의 돔안에서 방사선을 차단하는 기능 뿐 아니라 산소와 질수 탄소 사이의 일정한 비율을 유지할 수 있는 인공 정화 시스템을 가지고 있어야만 생존할 수가 있다. 


우라늄 문제.. 자연계에 존재하는 원소중에서 가장 무거운 원소는 우라늄이다. 하지만 극소량이므로 우리는 제2차 세계대전 이전까지 우라늄이 있어도 크게 활용하지 않았다. 하지만 제2차 세계대전을 종식시키는 과정에서 우라늄을 캐고 그중에서 우라늄 235를 채굴해내 핵무기 원료로 사용해왔다. 일본에 투여진 핵무기는 바로 우라늄 235이며, 미국이나 러시아에서 진행 되었던 핵실험 또한 우라늄을 이용한 핵실험이다. 그 당시만 하여도 우라늄의 유해성을 알지 못하였던 사람들은 핵무기 실험을 구경하는 것을 좋아했으며, 방사성 오염에 그대로 노출되었다. 물론 방사능 연구를 하였던 마리 퀴리의 사인 또한 우라늄의 방사능이 원인이다. 지금은 우라늄을 이용한 새로운 인공원소 플루토늄을 만들어냈고, 우주선에 탑재함으로서 태양계의 끝까지 갈수 있는 에너지를 얻게 되었다. 물론 원자력 발전 또한 우라늄을 이용하였다.


양자역학...양자역학에 관한 책을 그동안 읽어왔지만 언제나 어렵다는 걸 절감하게 된다. 쿼크,타키온,중성미자,반물질과 뮤온,끈이론까지..그동안 열권의 책을 읽었지만 이해할 수가 없었다. 이 책 또한 양자역학에 대해서 나오며,그동안 읽었던 양자역학에 관한 이론보다는 쉽게 쓰여져 있다. 양자역학이 어려운 것은 우리 실생활과 동떨어진 이론을 이야기 하고 있으며, 그동안 우주 물리학에서 모순을 찾아 가는 과정에서 탄생된 새로운 우주이론이기 때문이다. 지금 현재 실체하지 않으며, 존재할 가능성만 확인되고 있다. 여기서 양자역학 이론이 실체한다면 우리는 별과 별사이를 공간 이동할 수 있는 가능성이 열리게 된다. 


이 책은 쉽게 쓰여져 있다. 우주 물리학과 화학에 관하여 인터뷰라는 형식을 통해 우주 이론을 쉽게 설명하고 있다. 하지만 우주 물리학은 그 자체의 개념이 어렵기 때문에 이 책 또한 쉽게 읽혀지지 않는다는 것을 재확인할 수 있다..