우주에서 가장 작은 빛 : 자연과학

우주에서 가장 작은 빛 - 코스모스, 인생 그리고 떠돌이별
사라 시거 지음, 김희정 옮김 / 세종(세종서적) / 2021년 4월

코스모스 인생 그리고 떠돌이 별

MIT 천체물리학자 사라 시거가 찾아낸 우주와 인생의 빛

오늘 소개할 책은 세종에서 출판한 사라 시거 MIT 물리학 및 행성학 교수님의 <우주에서 가장 작은 빛>이다.

이 책은 ‘외계 행성’ 분야에서 세계 최고 권위자로 거듭나는 천체물리학자의 연구 성과를 내는 과정과 그 속에서 인간으로서 아내로서 어머니로서 그녀의 개인적 삶을 동시에 들여다볼 수 있는 자전적 에세이다.

사라 시거 교수님은 우주에서 가장 작은 빛을 찾는 방법을 고안하기 위해 지금까지 자신의 연구를 이어간다. 어린 시절 숫자를 유난히 좋아하고, 아버지와 함께 떠난 캠핑에서 밤하늘의 별을 헤아린 순간, 별에 대한 사랑에 빠진다.

달빛조차 없는 칠흑 같은 밤이었다. 내 머리 위로 수백, 아니 수천 개의 별이 펼쳐졌다. 나는 어떻게 그런 아름다움이 존재할 수 있는지, 왜 그때까지 이 아름다움을 아무도 내게 이야기해주지 않았는지 의아했다. (21쪽)

어린 시절, 부모의 이혼과 어머니의 재혼으로 세 남매는 방목에 가까운 생활을 한다. 초등학교 저학년 시절부터 아이들끼리 학교에 통학하며 장난도 쳤다. 학대에 가까운 양아버지의 폭언을 견디며 사라는 의사인 친아버지와 가까워지는 걸 느낀다.

뛰어난 학업 성적으로 천문학자가 된 그녀는 우리가 우주의 유일한 생명체가 아니라는 증거를 찾기를 희망한다.

우리는 화성을 공전하는 두 개의 달, 포보스와 데이모스 같았다. 아레스와 아프로디테가 낳은 쌍둥이 아들의 이름을 붙인 이 두 개의 달은 서로 다른 궤도를 따르지만 묘하고도 만족스러운 조화를 이루며 움직인다. (79쪽)

사라는 대학교에서 만나 마이크와 확실히 다르지만, 우주의 힘으로 묶여있는 관계라 느낀다. 사라와 마이크는 서로의 사랑을 확인하고 마이크의 외조 덕분에 사라는 직업적으로 승승장구한다.

사라가 외계 행성을 찾아내기 위해 고안한 방법은 ‘트랜짓 기법’이다. 계속 이동 중인 물체는 항상은 아니지만, 간혹 특정 패턴으로 늘어설 때가 있다. 운이 좋으면 행성이 우리와 별 사이에 위치하는 순간을 포착할 수 있다. 그러면 논리적으로 소규모 일식 현상이 생길 것이다. 달이 해를 가릴 때면 달은 엄청나게 크게 보인다. 행성이 이동하는 것을 이용해서 항성계의 행성들이 내는 빛이 아니라 그들이 가리는 빛으로 그들의 존재를 발견하는 방법이 그녀가 고안한 ‘트랜짓 기법’인 것이다.

하지만 사라가 고안한 트랜짓 기법은 다른 과학자들에 의해 새로운 외계 행성을 발견하는 장면을 목격한다. 과학적 방법은 누가 먼저 결과를 만들어내는지에 따라 내 방법이지만 들러리처럼 다른 사람의 성과를 지켜볼 수밖에 없다.

사라는 트랜짓 기법을 활용하기 위한 망원경에 그늘을 만들어내는 방법, 이른바 ‘스타셰이드’ 연구의 책임자가 된다. 이는 나사에서 주관하는 것으로 위성으로 망원경을 우주 공간에 위치시키고, 이 망원경을 모자챙처럼 꽃잎 모양의 셰이드 즉, 그늘을 만들 장치를 별도의 위성으로 쏘아 올려 망원경과 일치시키는 굉장히 정밀한 작업이다.

연구자 대부분은 “실패할 수밖에 없는 연구”라며 그녀를 말리지만 그녀의 놀라운 집중력과 열정을 파악한 과학자들은 사라를 지원할 방법을 찾는다.

그녀의 연구가 성공을 거두는 동안, 집안일 도맡아 외조하던 마이크는 췌장암을 발견한다. 서서히 그의 죽음을 맞이하며 강인한 정신력과 육체로 고통을 감내하던 마이크에게 사라는 이제는 그 고통을 내려놓으라 한다.

이후 콩코드의 과부들 클럽의 멜리사를 통해 사라는 혼자 슬픔 속에 갇혀 있던 세상에서 다시 바깥세상으로 돌아온다.

이 모든 놀라운 이야기에는 엄청난 비밀이 숨겨져 있는데, 결말은 책 속에서 확인할 수 있다.

세계 최고 과학자들의 이야기는 언제나 흥미진진하다.

밥 윌리엄스는 ‘허블 딥 필드’ 사진으로 유명한 과학자다. 90년대 중반, 밥은 우주망원경 과학 연구소 소장이 되었고, 허블 망원경을 일정 시간 사용할 자격이 있었다. 밥은 자신에게 주어진, 값을 매길 수 없을 정도로 귀중한 시간 중 열흘을 이 새 망원경의 초점을 큰곰자리의 작은 부분을 향해 맞추는 데 쓰겠다고 결정했다. 허블 망원경의 잠재성을 알고 있던 동료 천체물리학자들의 반대가 심했다. 그가 관측하려는 부분은 10원짜리 동전을 들고 팔을 쭉 뻗었을 때 그 동전의 크기만한 공간이었다.

그곳은 아무것도 없는 죽은 공간이라는 믿음이 널리 퍼져 있었다. 그런 ‘무의 공간’을 일주일 넘게 비싼 장비로 들여다보고 인류가 발견한 것은 3,000개의 새로운 은하계였다. 밥 윌리엄스는 거의 혼자 힘으로 수억 개에 달하는 잠재적 지구를 발견한 것이다.

이런 밥 윌리엄스는 사라의 잠재력을 알아보고 그녀가 위기에 빠질 때 강연에 초대하고 그랜드 캐넌을 왕복해 보라는 말로 위로한다.

마침내 그녀는 스타셰이드 프로젝트를 성공리에 수행하고 맥아더 펠로우상을 수상한다.

천체물리학자는 우주에는 우리 말고 새로운 생명체가 있다는 사실에 확신에 가까운 믿음을 가진다. 단지 우리가 찾고 있는 것은 그 증거이다.

새로운 생명체라고 해서 우리와 같은 형태를 가진 것은 아니고, 심지어는 물도 없고 산소가 없는 별도 생명체가 존재할 수 있다.

책을 읽는 동안, 생명체에 대한 새로운 관점과 쌍둥이 지구를 찾으려 노력하는 수많은 과학자의 노력을 알게 되었다.

사라는 슬픔과 고통을 극복하고 ‘천재상’이라 불리는 맥아더 펠로우상을 받았고, 〈타임〉지 선정 ‘우주에서 가장 영향력 있는 25인’에 꼽혔다. “가끔은 어둠이 있어야 볼 수 있다. 그리고 가끔은 빛이 필요하다.”

우주에 관해 관심을 가진 독자라면 <우주에서 가장 작은 빛>은 아주 재미있게 읽을 수 있습니다.

- 이 글은 출판사에서 도서를 지원받아 주관적으로 작성하였습니다.

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