최근에 발행된 매우 흥미로운 책과 마찬가지로, 흥미로운 책 2권을 소개하고 이야기를 더해갈까 합니다.
우주의 비밀은 우주에 관심이 있는 모든 독자들에게 매우 유익한 책일 것이다. 이해하기 쉽게 썼기 때문이다. 중학생이라도 전혀 어려움이 없을 것이다.
평행우주는 역시나 재미있는 책이다. 멀티버스에 대한 이야기이기 때문이다. 리뷰에 그 흥미 진진한 이야기를 이미 썼으므로 이야기는 생략한다. 여하튼 이 책 역시 어려운 책이 전혀 아니다. 약간의 우주 관련 지식이 있다면 읽는 즐거움 적지 않을 것이다.
안드로 메다로 가는 길...과 그 이론들...
주장하는 이에 따라, 30억 년 후, 또는 70억 년 후에는 만나게 될 안드로메다 은하와 우리 은하가 가진 별의 개수가 8천 억 개라고 앞서 밝힌바 있다.. 드레이크 방정식에 따르면 그 중에 지구와 같은 환경을 가지고 있는 행성이 있을 가능성은 얼마든지 있다고 가정해 볼 수 있다. 그 곳을 찾아 이사를 가는 것이다. 그러나 이미 그 행성을 차지하고 있는 생명체가 있다면....? 그리고 이사를 하는 방법은? 우주에 관한한 상상력은 그 한계가 없다.
1. 워프항법-믿기 어렵지만...
그렇다면 우리가 이사를 하는 방법은 타임머신을 이용하는 방식인가? 우리가 알고 있는 타임머신은 일종의 기계이다. 그것도 광속으로 날아가는 기계이다. 그러면 이사짐 쎈터는 고객들의 요구에 부응하기 위해서 타임머신을 가지고 있어야 하는가... 그러나 공간을 이동하위해 비행기를 타고 날아가듯이 타임머신을 타고 날아가는 방법을 재고해 볼 필요가 있다. 우리는 영화에서 비교적 저속으로 날아가던 우주선들이 갑자기 광속으로 돌진하는 장면을 만난다. 한 마디로 순간적으로 워프를 하는 것이다.
이는 초속 30만km 이상의 속도를 견뎌 낼 수 있는 장비도 그러하거니와 그 속도의 힘에서 전해오는 강력한 포스를 과연 인간이 견뎌 낼 수 있을 것인가... 더군다나 이 방식은 3차원이라는 한계점에서 이루어질 수 밖에 없는 이론으로 그 어떤 블랙홀로도 접근하는 방법이 없어 불가능 하다고 본다. 더욱이, 아인시타인의 상대성의 이론으로도 빛의 속도를 능가할 수는 없다는 것이 물리 학계의 주장이다. 그러나 이런 방법이 가능하다고 주장하는 물리학자가 있어 눈길을 끈다.
왼쪽의 스타트렉은 워프 방법을 영화로 잘 보여주고 있습니다. SF 매니아 들에게는 흥미 진진한 영화가 아니던가요...
워프 항법은 가능한가...
바로 물리학 박사 제럴드 클리버라는 사람이 그 주장의 장본인인데, 그는 이 워프 항법이 기존의 물리학 이론으로도 빛의 속도를 뛰어넘어 이동하는 방법이 불가능 한 것이 아니라고 주장했다. 다만, 우주의 반 중력인 암흑에너지를 이용해야 한다고 한다. 즉, 중력의 힘을 받고 있는 비행체가 암흑 에너지의 힘을 이용하여 반중력 상태로 워프를 한다는 것이다. 끌어당기는 힘에 대한 상대적인 반발력을 이용하자는 것이다.
물리학자들은 허블 우주 망원경을 이용하여 아주 멀리에 있는 은하들의 빛을 관찰 하고 그 빛이 가지고 있는 도플러 효과를 적용시켜 우주가 팽창하고 있다는 결론을 이끌어 냈다. 우주의 팽창의 원인이 바로 우주 물질인 암흑에너지(dark energy) 라는 결론에 다다른다. 이러면서 또 아인시타인도 실망하여 우주상수이론을 철회하기에 이르 른다.
(참고: 암흑 물질에 대해서는 알려진 바가 전혀 없었으나, 묘하게도 영국의 과학자들이 우주 암흑 물질을 규명하는 열쇠를 찾았노라고 선언했다. 바로 이 글을 쓰는 오늘(2010년 6월 24일)자 신문이다. 과학자들은 중성미자의 가장 정확한 질량을 계산해 냈다고 BBC가 발표했다고 한다. 이는 수소 원자 크기의 10억분의 1보다 작다고 한다. 그 질량은 0.28eV 이내의 범위의 것으로 우주의 90%를 차지하고 있는 요소가 되어버린 셈이다. 이제는 우주 전체의 질량 뿐 아니라 우주의 나이도 새롭게 수정되어 발표될 날이 머지 않았다. 그렇다면 우주에서 별들이 차지하는 비율은 10%?)
오른 쪽 사진은 블랙홀의 모습이다. 저곳으로 우리는 어떻게 접근할 수 있을까...갈수 있기만 하다면 블랙홀의 웜홀을 이용하여 공간 이동을 할 수가 있을 텐데...
여하튼, 알아두어야 할 중요한 것은 현재까지는 워프를 하기 위해서는 블랙홀에 접근을 해야 한다는 점이다. 빛이 휘어지는 공간이 블랙홀이고 그 곳에서 반발력을 얻어 공간 이동을 할 수 있다는 이론인데.... 블랙홀에 어떻게 접근을??
또 어쨌든, 블랙홀로 접근해보자...
물론 블랙홀에는 벌레가 사과를 먹어 들어가듯이 사과 속에 난 터널과 같은 웜홀이 있다고 학자들은 주장한다. 그 웜홀을 타고 갈 때 진정한 타임머신 효과를 갖는 공간 이동의 우주 여행이 시작
될 것이다. 블랙홀의 힘이 제 아무리 강력하다 한들 그에 상응하는 힘으로 블랙홀을 밀어내는 웜홀이라는 벌레가 갉아먹은 구멍은 있다. 이곳이 바로 다른 우주로 통하는 문과 같은 곳이다. 그렇다면 우리는 이 웜홀을 어떻게 이용해야 하는 것인가. 비행기를 타고 날가 갈 수도 없고....
블랙홀은 빛도 걸려들면 헤어 나올 수 없는 인력으로 사정권 내의 모든 물질들을 빨아들인다. 블랙홀이 끌어 당기는 힘이 얼마나 강력한 것인지 예를 들어 보겠다. 만약 우리가 블랙홀을 만 들 수 있는 능력이 있다면 지구를 압축하고 압축하여 가로 세로 4cm 미터의 정사각형의 형태로 압축한다면 그 것이 바로 블랙홀이 될 것이다. 이것은 스티븐 호킹이 우리에게 블랙홀의 이해를 돕기 위해 주장하는 내용이다. 지구를 압축하여 4cm 짜리 입방체의 크기로 만들 때 생겨나는 질량이 가지는 힘이 바로 블랙홀 이라는 것이다.
어린이용 어린이용 청소년 이상용
웜홀 이용하기
3차원에서 구현해 낼 수 있는 방법을 우리는 알지 못한다. 웜홀은 4차원에서의 접근법을 요구할 것이기 때문이다. 우리는 바로 이 4차원적 접근법을 고려해야 할 것이다. 그 예를 들어주고 있는 영화가 있었다. 아주 오래전인 97년 작으로 현재까지 그 어떤 영화도 이보다 우주 여행의 방법론에서 정답에 근접한 영화는 없다고 생각한다. 이미 짐작하신대로 바로 조디 포스터 주연의 Contact이다. 칼세이건의 소설을 영화로 만든 것이다.
칼 세이건의 저서로 매우 유용하다.
부모 없이 외로이 지내던 소녀는 단파무선을 통해 베가성(직녀성)에서 날아온 설계도를 받게 된다. 그 것은 은하계를 넘나드는 우주선의 설계도였다. 지구는 혼돈에 휩싸이지만 결국 설계도에 따라 기계를 만들어 설치하고 조디포스터를 우주인으로 보낸다. 영화에서는 조디 포스터가 설계도에 따라 만든 수송선을 타고 그 웜홀을 통과하는 장면을 실감나도록 아주 잘 보여주고 있다. 그러나 문제가 생겨버렸다. 수송선은 발사하자 얼마 안가서 바다에 추락하고 말았다. 그런데 더욱 믿기 어려운 것은 그녀가 베가성에 다녀왔다고 주장을 하는 것이다. 지구에서 관찰 하던 사람들은 그토록 짧은 시간에 어떻게 우주에 다녀 왔느냐고 믿지 않는다. 그녀가 자신은 분명히 베가성에 다녀왔고, 아버지도 직접 만났다면서 진짜로 믿어달라며 내놓은 증거물라고는 18시간짜리 지지직~소리만 나는 텅빈 녹화 내용 뿐이다.
영화속의 캐릭터들은 말한다, "그걸 우리더러 믿으라는 말씀?? 말도 안되...." 그러나 그녀는 분명히 베가성에 다녀왔다고 박박 우겨 댄다... 이 부분을 설명해줄 수 있는 이론은 상대성 이론일 것이다.
상대성 이론
지구인들에게는 찰나의 시간이지만 주인공이 가져갔던 카메라에는 분명 18시간 분량의 흔적을 남기고 있다. 물론 녹화된 내용은 없다. 테이프에는 기록물이 남아있지 않다...이는 지극히 당연란 말씀이다. 이것은 지구의 시간과 주인공의 시간대가 달랐기 때문이다. 지구의 공전 속도가 가지는 시간의 흐름과 주인공이 웜홀을 지나며 3차원을 뛰어넘어 4차원의 공간으로 들어섰던 때의 시간의 흐름 차.... 두 시간대의 상대적인 흐름 차이가 바로 그런 결과를 가져온 것이었다.
그럼 녹화 내용이 없는 것은? 역시 당연한 일이다. 만약 녹화내용이 남아 있는 것으로 시나리오를 잡았더라면 이는 엉터리 시나리오 였을 것이다. 3차원에서 3차원적인 이론으로 만들어진 기록계가 4차원 이상의 내용을 기록해 낼 수는 없는 노릇이 아니던가...
칼 세이건의 소설 콘택트를 영화 콘택트로 만들었다. 공간 이동의 이론 중 가장 근접한 영화라고 생각한다. 조디 포스터는 그후 매니아 팬을 갖게할정도로 열연을 했다.
3) 오컴의 ‘면도날’ 이론
유의해 볼 대목은 오컴의 ‘면도날’ 이론이다. '모든 조건이 같은 자연에 관한 두 가지 이론이 있을 때, 간단한 쪽을 채택한다는 이론이다. 즉, 불필요한 이론이나 가설은 면도날로 잘라 내버린다는 이론으로 필연성이 없는 개념을 아예 배제시켜 버리라는 것이다. 그편이 그저 간편하기 때문만이 아니라 그편이 더 아름답기 때문이다.
오른 쪽의 그림은 그녀가 다녀왔다고 주장하는 베가성이다. 베가성은 우리말로 직녀성이라고 한다. (베가성에는 원래 베가 군단이 있어 지구로 쳐들어 온다. 물론 만화 영화에서는 그랜다이저가 이를 잘 막아낸다.)
스티븐 호킹으로인해 지구는 엄청난 물리학적 이론의 발전을 거듭 하게된다 .더불어 아인시타인의 특수상대성이론 탄생 1백주년을 1년 앞두고 호킹은 ‘정보와 에너지는 보존된다’는 물리학의 절대 법칙 앞에 손을 들고 말았다. 일식때 주위에서 빛이 휘는 현상을 확인함으로써 일반상대성이론이 맞음이 검증됐다.
그리고 블랙홀에 빨려들어간 빛 에너지는 그대로 보존 될수밖에 없다. 그대로 보존된 에너지는 어떻게 되는 것일까...에너지 보존의 법칙이 영원히 견고해지는 순간이다. 결국 다시 빠져 나올 수 밖에 없다는 스스로의 결론에 도달한다. 빨려들어가면 빠져 나올 수 없다던 기존의 이론이 깨어지는 순간이었다...
드레이크 방정식 
드레이크 방정식:
프랭크 드레이크는 이미 1961년에 동료들과 한자리에 모여 다음과 같은 방식으로 지적생명체의 가능성을 계산해냈다.
N = R x fp x ne x fl x fi x fc x L
N: 우리 은하 안에 존재하는 교신 가능한 지적 문명의 수( 알기를 원하는 값)
R*: 우리 은하 안의 생명체 탄생에 적합한 별의 발생률 = 우리은하 안의 별의 수/평균 별의 수명
fp: 그 별들이 행성을 갖고 있을 확률 (0에서 1 사이)
ne: 별에 속한 행성들 중에서 생명체가 생존 할수 있는 행성의 수
fl: 조건을 갖춘 행성에서 실제로 생명체가 탄생할 확률 (0에서 1 사이)
fi: 탄생한 생명체가 지적 문명으로 진화할 확률 (0에서 1 사이)
fc: 지적 문명체가 다른 별에 자신의 존재를 알릴 수 있는 통신 기술을 갖고 있을 확률 (0에서 1 사이)
L: 통신 기술을 갖고 있는 지적 문명체가 존속할 수 있는 기간 (단위: 년)
이 방정식을 이용하여 다시 계간값을 넣어보면 이렇게 된다.
N = R* fp ne fl fi fc L
10/gr 0.5 2 1 0.5 1 10000 = 50,000
의 값을 대입한 결과 50,000 이라는 엄청난 값이 도출되었다. 드레이크 방적식의 값에 의하면 5만이라는 믿을 수 없는 값이 나온 것이다. 그러나 문제는 L값, 즉 L값이 작거나 너무 크다면 그들의 전파를 수신 할 수 없을 지도 모른다. 특히 L값이 아주 클 경우 우리의 문명보다 훨씬 앞서가 있는 생명체일 것이다. 그렇다면 지구의 운명은...아~ 이제 우리는 다 죽은거다^ 너무나도 강력한 상대를 만나게 되기 때문이다.
프랭크 드레이크는 1961년 이후부터 전파망원경으로 전파를 수신하여 우주의 지적생명체의 신호를 포착하기 위해서 수백개의 별에 대한 탐색을 해왔지만 아직 신호를 발견하지 못했다. 그러자 페르미는 이렇게 말했다. "생명체가 존재한다면 그들은 모두 어디에 있단 말인가? 적어도 그 누군가는 흔적을 남겼어야 한다. 그런데 그 흔적들은 어디에 있단 말인가..." 그러나 프랭크 드레이크는 아직도 포기하지 않고 있다.
어쨌든 영화의 결론은 이것이다. 아직 명확하게 증명해 낼 수는 없지만 우리가 3차원에 존재하고 있는 한 우리의 3차원은 4차원에 포함되어 있고, 우리의 3차원과 4차원은 별개의 것이 아니라 어느 부분에서인가 접할 것이라는 주장을 하고 싶었던 것이다. 그러므로 우리가 우주를 여행하고 싶다면 비행선을 타고 어디론가 쉭~ 날아갈 것이 아니라 바로 우리가 있는 그 자리에서 우리와 공존하고 있지만 아직은 지각하고 있지 못하는 4차원과 만나는 접점을 찾아내는 방식일 것이라는 주장이다. 그 수송선이 바로 어디론가 떠나지 않고 주인공이 베가성에 다녀왔다는 것이 이를 암시하고 있다 하겠다.
그렇게 해서 우리가 안드로메다로 새로운 주거지를 찾아 도작했다고 가정해보자... 과연 어떤 일이 벌어질 것인가....
안드로메다의 도착: To be continued....
아무도 믿어주는 이가 없자 영화 속의 주인공은 이렇게 말한다. "우리의 은하에는 2천 억개의 별이 있는데 (요즘은 1천 억개라고 함) 그 중 공기가 있을 확률이 백만 분의 일, 또 그 중 생명체가 있을 확률이 백만 분의 일......" 이런 식으로 우리 은하 안에는 적어도 백만 개의 서로 다른 문화를 가진 지적 생명체가 존재한다는...뭐 그런 것이 바로 '드레이크 방정식'도 하고 싶은 바로 그 이야기인 것이다. 콘택트의 주인공이나 드레이크는 결과적으로 같은 생각을 하고있는 것이다.