블랙홀

블랙홀 - 사건지평선 너머의 닿을 수 없는 세계
브라이언 콕스.제프 포셔 지음, 박병철 옮김 / 알에이치코리아(RHK) / 2025년 4월

처음엔 행복했다. 이렇게 쉬운 블랙홀 책이 있다니. 펜로즈 다이어그램을 만나면서부터 이 행복은 산산조각 났고 그것이 자전하는 블랙홀과 만나 최대로 확장되면서 내 이해력은 특이점으로 빨려 들어가 버렸다. 그러니 나는 이 책의 아주 작은 단편, 그것도 핵심과는 아주 먼 이야기로 변죽을 올릴 수밖에 없음을 알아주기 바란다.

블랙홀의 역사는 생각보다 오래됐다. 현대 물리학의 소산처럼 느껴지지만 이 개념은 1783년에 영국의 목사이자 과학자인 존 미셸이 최초로 떠올렸다. 1798년에는 프랑스의 수학자 피에르 시몽 라플라스도 돌멩이를 던지면 다시 땅에 떨어지는 것처럼 '빛 까지도 추락할 정도의 강력한 중력을 가진 천체'가 존재할 수도 있다고 생각했다.

블랙홀의 존재를 가장 격렬히 부정한 사람은 당연 아인슈타인이었다. 물리학계는 1905년을 '위대한 해' 라틴어로는 '기적의 해(Annus Mirabilis)'라고 부르는데 당시 26세의 스위스 특허청 직원이었던 아인슈타인이 '광양자 가설'과 '브라운 운동 이론'과 '특수상대성이론'과 '질량-에너지 등가 원리(a.k.a E=MC스퀘어)'라는 4편의 논문을 발표해 그때까지 '물리학'이라 불리던 모든 이론 체계를 '고전 물리학'으로 바꾼 해이기 때문이다. 이런 아인슈타인이 머지않아 퇴물 취급을 받은 이유는 그가 자신이 활짝 열어젖힌 세계가 뿜어내는 이론적 결과물들을 모두 부정했기 때문이다. 슈바르츠실트는 블랙홀을 발명한 게 아니었다. 그저 아인슈타인이 자신의 논문에 적은 방정식을 풀어냈을 뿐이다. 그럼에도 그는 블랙홀을 부정했다.

물론 아인슈타인이 유일한 블랙홀 혐오자는 아니었다. 학계는 두 파로 나뉘어 맹렬히 싸웠고 이 전쟁을 끝낸 건 인류에게 스스로를 파괴할 능력을 쥐어준 원자폭탄의 아버지 오펜하이머였다. 이후 우리는 연료를 소진한 별이 내부의 압력이 사라짐에 따라 자체 중력에 의해 붕괴되어 블랙홀이 만들어진다는 걸 당연하게 얘기할 수 있게 됐다.

1973년 스티븐 호킹은 조지 엘리스와 공동 집필한 <시공간의 거시적 구조>에서 '우리의 우주는 아득한 과거에 특이점에서 시작됐다.'라고 썼다. 이해할 수 없는 말이다. 특이점은 모든 걸 빨아들여 무로 돌리는 시간의 끝 아닌가? 그곳에선 새 우주가 탄생하는 게 아니라 우주의 모든 것이 사라지지 않나? 나는 이 해답을 카를로 로벨리의 <화이트홀>에서 얻었는데 그때의 전율은 아직도 생생히 기억난다.

많은 천재들이 블랙홀을 부정한 이유는 특이점이 모든 이론을 붕괴시키기 때문이다. 블랙홀 안에서 시간은 뒤죽박죽 섞이고 현실은 환상과 자리를 바꾼다. 하지만 시간이 흘러 이 우주의 절대 반지 또한 여러 개의 반지 중 하나일 뿐이라는 사실이 밝혀지고 있다. 나는 그런 점에서 때로는 터무니없을 정도로 황당한 과학자들의 낙관과 긍정이 이해된다. 이해할 수 없는 현실이 존재하는 이유는 창조주의 섭리와 기적 때문이 아니다.

우리에게 아직 그것을 이해할 능력이 없기 때문이다.