어느 칠레 선생님의 물리학 산책

어느 칠레 선생님의 물리학 산책
안드레스 곰베로프 지음, 김유경 옮김, 이기진 감수 / 생각의길 / 2019년 2월

칠레 선생님이 들려주는 넘나 쉬운 물리학 산책

과학이 가지 요리와 비슷하다. 요리사만 가지 요리의 즐거움을 느껴야 하는 게 아닌 것처럼, 과학적 발견의 즐거움도 과학자들만 느껴서는 안 된다고 한다. 저자는 사람들이 과학을 두려워하고 비호감과 두려움을 넘어 혐오의 대상이 되는지 모르겠다며 이것을 ‘가지 효과’라고 부른다. 과학 좋아하는 사람은 별로 없을 거 같다. 단지 와인 잔 속에 우주가 있다고? 이 문구에 현혹 되어 신청하였다.

어느 한 시인이 “한 잔의 와인 속에 우주의 모든 것이 담겨 있다”라고 했다. 시인들은 이해받기 위해 글을 쓰는 게 아니기에, 아마도 우리는 이 말이 무슨 뜻인지 절대 모를 것이다. 그러나 와인이 담긴 잔을 자세히 들여다보면 온 우주를 보게 될 것이다. 거기에는 물리적 요소들이 있다, 소용돌이치는 액체, 유리잔에서 일어나는 반사, 그리고 상상력이 추가시키는 원자들, 그리고 바람과 기온에 따른 증발, 유리잔은 지구의 암석을 정제시켜 만들었기에 그 원자 구조로 우주의 나이와 별들이 진화 비밀들을 알 수 있다.p262

채도가 낮은 색은 흰색과 혼합물이어서 주변과 비교해서 어두운색에 해당한다. 분홍색은 모든 색이 섞였지만 빨란색이 지배적이다. 흰색과 빨간색의 혼합색이다. 그래서 더 생기 있고 채도가 높다고 인식한다. 채도가 높은 색은 더 매력적으로 보인다.

책의 끝에 가서 재미있는 글을 발견하였다. 이혼의 물리학이라니 …

가령 내가 두 번 이혼했고, 전 부인들 사이에서 아들이 각각 1명씩 있다고 가정하여 내 자녀들과 지금 아내의 자녀들의 방문 계획을 세우는 일이다. 자녀애를 키우기 위해 아이들을 한 번에 다 만나면 한 주는 가족 주말로 다음 주는 부부만의 낭만적인 주말을 보낼 수 있다. 모두에게 좋은 조율이지만, 협상이 잘 안 될때는 상처를 받는다. 과학자는 이런 단순화 작업에 흥미를 갖는다고 하니 이해가 안될 뿐이다.

와인은 400개 이상의 분자로 이루어지기 때문에 수많은 향기가 난다. 과일과 꽃, 심지어는 연기나 가죽 같기도 한 수많은 향이 난다. 그래서 와인의 향은 아주 인상적이다. 우리가 와인을 마실 때 맛있다고 느끼는 것은 실제로는 향기 때문이다. 아하 다른 사람이 커피를 탈 때 맛있는 커피향에 마시고 싶다는 생각이 드는 거랑 같은 것이구나. 감기에 걸려 코가 막히면, 맛을 감지하는 능력도 줄어 드는 것이다. 

맥스웰은 1861년 그의 논문에서 기계적 유추를 통해 그 공간을 메우고 있는 전기장과 자기장을 설명할 만한 복잡한 미시적 방법을 고안했다. 이 논문의 하이라이트는 전자기파의 전파 속도 계산이다. 과학은 맥스웰의 통합 개념을 통해 수많은 성과를 거두었다. 단지 중력장만 이 개념에 통합될 수 없었다. 이것은 전자기장과 비슷한 점도 많지만, 근본적으로 다르다. 중력장은 자연의 모든 힘을 포함하는 통합 이론의 조건을 충족하는 표준 모델 안에 들어갈 수 없었다. 그러나 맥스웰이 일으킨 혁명 덕분에 많은 일을 앞당길 수 있게 되었다니 신기한 일이다.

푸른하늘과 우리의 눈

파란 하늘을 언제 봤는지 기억도 안 난다. 스모그와 구름 때문에 말고 청명한 하늘을 볼 기회가 많이 없어졌다. 왜 하늘은 파란색일까? 그리고 해 질 녘 하늘에는 어떻게 그렇게 다채로운 색이 펼쳐질까? 물컵에 우유 몇 방울을 떨어뜨려 이를 관찰할 수 있다. 빛을 컵 옆면에 비추면 그 물이 푸르스름해 보일 것이다. 파란색이 가장 많이 분산되어 우리 눈에 도달할 수 있는 색이기 때문이다. 그러나 빛을 직접 유리컵에 통과시켜 보면 더 불그스레하게 보일 것이다. 붉은색과 주황색이 직진으로 통과하는 반면, 푸른색과 녹색은 분산되어 눈에 닿지 않기 때문이다. 맑은 날 푸른 하늘에 나타나는 물리적 현상이다. 실험을 안해봐서 모르겠지만 말이죠.

자연의 힘 중엔 중력이 가장 약하다. 중력은 항상 끌어당기고 먼 거리에도영향을 끼칠 수 있다. 물체가 물체를 끌어당기는데, 중력이 클수록 당기는 힘도 커진다. 물체가 힘을 합쳐서 충분한 힘이 모이면 어떤 힘도 방해할 수 없는 커다란 중력이 생긴다.

오늘날에는 블랙홀이 우주에서 자연스럽고 풍부하게 형성된다는 것을 알고 있다. 많은 사람이 생각하듯이, 블랙홀은 거대한 우주의 진공청소기나 뭐든 다 먹어치우는 폭식가가 아니다. 그들은 또 다른 거대한 별의 생김새와 같다. 달이 지구 주위를 공전하는 것처럼 우리도 그들 주위를 돌 수 있다, 그 지평선에 좀 더 가까워질 수도 있다. 우리가 그곳을 뚫고 지나가지 않는 한, 어떤 끔찍한 일도 일어나지 않을 것이다.