[서평] 타임머신은 가능한가? [짧고 쉽게 쓴 시간의 역사]

짧고 쉽게 쓴 '시간의 역사'
스티븐 호킹.레오나르드 믈로디노프 지음, 전대호 옮김 / 까치 / 2006년 3월

이 책은 저자의 원저서인 <시간의 역사, The Bridr History of Time>의 축약 버전이다. 저자는 원저서를 통하여 세계적인 물리학자로 명성을 날렸고 베스트셀러 작가이자 명강연자로 등극하기 시작했다.

이 책은 일반인들이 가질 수 있는 가장 원초적인 궁금증을 다룬다. 즉, "우리가 우주에 대해 아는 것은 무엇인가? 우리는 그것을 어떻게 아는가? 우주는 어디에서 왔고 어디로 가고 있는가?"

현대 과학자들은 위와 같은 궁금증을 과학적인 방법론으로 찾는 것을 직업으로 삼는 사람들이고 그들은 20세기 인류의 위대한 지적 성취를 두가지로 내세운다. 그것들은 일반상대성이론(General Theory of Relarivity)과 양자역학(Quantum Mechanics)이다. 일반상대성 이론은 중력과 우주의 거시적인 구조를 기술한다. 그리고 양자역학은 1센티미터의 100만분의 1의 100만분의 1처럼 극도로 작은 규모의 현상들을 다룬다. 

그러나 불행하게도 현대 과학자들은 두 이론이 서로 모순된다는 것을 안다. 21세기 현대 과학자들이 경주하는 중요하 노력의 하나이자 이 책의 중심주체는 두 이론을 포괄하는 새로운 이론-중력에 관한 양자역학, 즉 양자중력이론(Quantum Theory of Grarity)-을 탐구하는 것이다.

일반상대성 이론은 20세기 전반기에 아인슈타인 박사에 의해 발견된 천재적인 이론이다. 일반상대성 이론은 우주가 지속적으로 팽창한다는 것을 보여주고 있고 역으로 우주가 빅뱅(Big Bang)에서, 즉 우주의 밀도와 시공의 곡률이 무한대인 시점에서 시작되었다고 이론적으로 예측한다. 그렇지만, 최초의 시점인 빅뱅으로 인해 일반상대성이론은 우주가 어떻게 시작되었는지, 시작 전에는 무엇이 있었는지를 논리적으로 밝히지 못하는 함정에 빠진다.

양자역학은 우주와 미시세계 속에 존재하는 4가지의 힘, 즉 전자기력, 강력, 약력, 중력 중에서 중력을 뺀 나머지 3개를 훌륭하게 설명할 수 있으나 단 한가지 중력에 대해서는 설명하지 못한다.

저자를 비롯한 현대 과학자들 중 일부는 양자중력이론의 모델로 '시공의 경계가 없는 우주'에 대한 이론을 세우고 있다. 즉, 우주는 완전히 자족적이고 외부에 있는 어떤 것의 영향도 받지 않으며, 창조되지도 파괴되지도 않는다는 것...

이 밖에도 이 책에는 타임머신과 미래/우주로의 여행 가능성에 대한 이야기 등 흥미로운 몇 가지 설명이 더 들어있다.

스티븐 호킹박사 등이 제시하는 '경계없는 시공'이론과 리차드 파인만교수 등이 제시하는 '초끈이론'이 현대 물리학의 두 기둥일까 궁금해진다...

* 저자 소개 : 스티븐 호킹(Stephen Hawking)
1974년 최연소 왕립학회 회원, 1979년 케임브리지대학 루카시언 석좌교수, 갈릴레오, 뉴턴, 아인슈타인의 계보를 잇는 세계 최고의 우주 물리학자 스티븐 호킹은 갈릴레오의 사망 300주년이 되는 1942년 1월 8일에 영국 옥스퍼드에서 태어났다. 1등은 아니었지만 반 아이들은 사이에서 아인슈타인이라 불릴 만큼 어릴 때부터 수학과 물리학에서 남다른 실력을 보였던 그는 우주론에 관심을 갖고 옥스퍼드 대학원에 진학한다. 그리고 그 무렵부터 퇴행성 운동신경질환 증상이 나타나, 스물한 살 어린 나이에 루게릭병으로 시한부 2년을 선고받는다. 하지만 그는 좌절 대신 희망을 택했다. 자신의 의지대로 움직일 수 있는 건 손가락 두 개뿐이었지만 머릿속으로 수식을 계산하며 ‘블랙홀이 사라진다’는 놀라운 연구결과를 발표했다. 일명 ‘호킹 복사’라 불리는 이 이론은 물리학계에 센세이션을 일으켰고 현대 물리학의 새로운 지평을 열었다는 평가를 받았다. 40년 넘게 루게릭병을 안고 살면서도 전 세계를 여행하며 강연과 강의를 했던 그는 지금도 케임브리지에서 살면서 연구에 몰두하고 있다. 그가 쓴 최초의 대중과학도서인 [시간의 역사]는 [선데이 타임스]의 베스트셀러 목록에 237주 동안 올라 있었고 전 세계 30개국에 수백만 부가 팔린 세계적 베스트셀러다.
1979년 아이작 뉴턴이 지낸 바 있는 케임브리지대학 루카시안 석좌교수로 임명되었고, 로마교황 과학아카데미의 회원이며, 열 두 개의 명예학위, 대영제국 상급 훈작 CBE(Commander of the Order of the British Empire), 엘리자베스 2세 여왕으로부터 대영제국 명예훈작(Companion of Honour to Queen Elizabeth II)을 수여받았다. 최근에는 2009년 은하우주선 버진 갈라티카를 타고 떠나는 우주여행을 위해 무중력 사단법인과 함께 무중력 비행을 했다
 
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< 스티븐 호킹의 외계인 위협론의 가능성 > http://diarix.tistory.com/rss


-외계 문명의 침략 가능성-
최근에 저명한 물리학자 스티븐 호킹(Stephen William Hawking) 박사는 디스커버리 채널의 다큐멘터리 '스티븐 호킹의 우주(Stephen Hawking‘s Universe)'에서 이전까지 "은하계에서 원시 생명체를 발견할 수는 있지만 인간 같은 생명체는 없을 것"이라고 했던 자신의 주장과 다소 다른 의견을 내놓아서 논란을 불러일으켰습니다. 그는 외계생명체의 대다수는 미생물의 형태일 것으로 보이지만, 일부는 매우 진화돼 인류에게 큰 위협이 될 수 있고, 그 중에는 아예 우주를 떠돌고 있을 수도 있으며, 그들 행성의 자원이 고갈되면 지구를 정복하고 식민지화할 수도 있을 것이라며 외계인과 접촉을 시도하는 것은 매우 위험한 결과를 가져올 수 있다고 경고했습니다.

이 주장에 대하여 학계나 일부의 종교계뿐만 아니라 외계지적생명체탐사계획(SETI) 연구소와 NASA에서까지 여러 의견을 내놓고 있습니다. 막대한 에너지를 들여 지구에 올 만큼 지구가 가치 있는 행성이 아니라는 의견에서부터 자멸의 위기를 극복하고 발전한 문명이라 평화적일 것이라는 의견, 외계인에게 배울 것이 있을 거라는 의견, 외계인과의 접촉을 목적으로 한 메시지 송출을 금지해야 한다는 등, 그 대부분은 놀라움과 더불어 외계인 위협론 자체를 부정하는 회의적인 반응입니다. 그러나 개인적으로 스티븐 호킹 박사의 주장은 상당 부분에서 가능성이 있는 이야기라고 생각합니다.


외계 생명체는 여러 종류가 있을 것이고, 그 외계 종족마다 고유한 생존가능 환경이 있겠지만, 그 중에는 지구와 비슷한 환경의 행성에서 진화해 문명을 이룬 외계인도 있을 것입니다. 그런데 생명체가 진화해 지성을 가진 고등생명체가 되고, 다시 문명을 이루기까지는 꽤 많은 시간이 필요합니다. 우리의 경우만 보더라도 수십억 년이 걸렸습니다. 아무리 짧게 잡아도 원시 생물이 정보를 누적해 고등 생물이 되기까지는 5억년 이상이 걸릴 것입니다. 그런데 우주는 위험한 곳입니다. 문명을 이루었다고 해도 충분히 발전한 상태가 아니라면 우주에서 날아온 거대운석 하나 때문에 한순간에 사라져버릴 수도 있습니다. 그래서 우주에는 생명체는 많아도 문명은 드물지도 모릅니다.

또한 그 문명을 유지하는 것도 쉬운 일이 아닙니다. 문명이 존속하기 위해서는 문명을 지속할 수 있는 도덕성이 필요합니다. 문명이 발전하는 과정에서 올 수 있는 환경오염이나 대량파괴 무기를 극복하기 위한 도덕성 말입니다. 그래서 도덕성이 없는 문명은 일정한 수준을 넘지 못하고 자멸하게 됩니다. 그러나 문명이 종말을 맞이하는 원인은 자멸보다 행성 외부의 요소의 작용때문인 경우가 더 많습니다. ‘과연 행성이 얼마나 안전한 장소에 위치해 있는가?’와 ‘우주가 얼마나 오랫동안 그곳을 묵인해 주느냐’의 문제입니다.

다행히 지구는 지난 수십억 년 동안 항성의 생명체 거주가능 영역(habitable zone, HZ)에서 적당히 떨어져서 내행성의 궤도를 망가뜨리지 않고, 내행성의 궤도를 질서 있게 유지시켜 기후가 안정되게 형성될 수 있도록 도와주며, 동시에 스스로도 원에 가까운 공전궤도를 그리면서 파국적인 충격을 안겨 줄 수 있는 혜성이나 소행성과의 충돌로부터 내행성들을 보호해주는 지구의 수호자 역할을 하는 선량한 목성의 도움으로 수많은 우주폭주족의 위협에도 안전할 수 있었습니다. 그러나 우주에는 지구처럼 안전한 행성은 그리 흔하지 않습니다. 어떤 이유에서든 한 문명이 이주해야할 행성이 필요하게 되었다면, 자신들의 거주 행성 근체에서 자신들의 행성과 비슷한 조건-태양과의 거리, 일조량, 중력, 물, 등-을 가진 행성을 찾을 것이지만, 그것을 발견하는 것은 거의 불가능할 것입니다. 태양으로부터의 거리가 조금만 달라도 행성의 환경은 극단적으로 변하기 때문입니다.

그래서 결국 최소의 환경만이라도 만족하는 행성을 선택하여 그곳을 자신들의 행성과 비슷해지도록 개조할 수밖에 없을 것입니다. 그러나 행성 하나를 테라포밍(Terraforming)하는데 들어가는 비용은 어마어마합니다. 그리고 그 기간 역시도 최소 수백 년에서 수만 년 이상이 걸립니다. 과연 황량한 행성에 그렇게 오랜 세월 동안 자신들의 모든 자원을 쏟아 부어가며 개조하는 것이 최선의 선택이랄 수 있을까요? 지구 같은 행성을 찾아 낼 수만 있다면, 탐사에 아무리 많은 자원이 든다고 해도 테라포밍에 비하면 거의 공짜와 다름없는 것입니다. 더군다나 그들에게 있어 지구는 환경을 조금만 변경하면 당장 생존할 수 있는 조건이 된다면 말입니다.

(아폴로 17호에서 바라 본 지구 - 사진 제공 : NASA)

물론 갑작스런 재앙으로 수십 년 이내에 당장 이주를 해야 한다거나 최소의 문명 보존이라도 필요할 만큼 절박한 상태의 위기를 맞았다면 그럴 수도 있습니다. 실제 그런 문명이 있을지도 모릅니다. 그러나 그렇다고 해도 그런 행성에서라면 임시 거주를 위한 정도의 시설만 하고는 탐사대를 우주로 보내 영구 이주를 위한 행성을 찾게 될 것입니다. 그러나 우주가 아무리 넓다고 해도 지구처럼 교묘한 곳에 위치한 행성도 그리 흔치 않습니다.

만약 행성의 문명이 더 발달한 상태라면 그런 위기가 오기 전에 이미 장기적인 안목으로 식민행성을 찾아 나설 것입니다. 다행히 운이 좋다면 비교적 가까운 곳에서 자신들이 거주하기에 적당하고, 자원이 넘치는 행성을 찾아낼 수도 있습니다. 그러나 그보다는 지구처럼 이미 생물이 거주하고 있지만 상대적으로 낮은 문명을 가진 행성을 발견할 가능성이 더 높습니다. 어린아이가 미지의 것을 두려워하면서도 호기심 가지듯 모든 문명은 자신들의 존재를 우주에 알리기를 좋아하기 때문에 잘하면 그런 곳에서 ‘나 여기 있어요.’ 하며 보낸 수백 년도 안 된 싱싱한 전파를 받을 수 있는 것입니다.

물론 우주를 가로질러 별사이를 오갈 정도의 기술을 가진 문명이라면 학자들의 지적처럼 도덕적일 것이므로 위협이 될 가능성은 낮습니다. 그러나 만약 그 전파를 받은 문명이 하필이면 모성이 우주의 재난으로 위기에 처했거나, 이미 위기가 닥쳐서 급히 피난선에 올라 갈 곳을 찾아 떠도는 중이라면 어떨까요? 수억 명의 외계인들이 바글거리는 피난선 무리의 문명은 황량한 행성을 테라포밍할 여력도 없거니와, 오랜 떠돌이 생활로 지쳐있고, 예민해진 상태입니다. 그런 그들이 발견한 지구는 신이 내려준 선물일 것입니다.

다행히 그들은 그렇게 지쳤음에도 여전히 도덕적입니다. 그럼에도 우리에게는 분명 재난이 됩니다. 체제가 다른 지구 내의 두 문명이 만나도 재난입니다. 문화가 다른 두 문명이 만나면 언제나 대립이 있었고, 수준이 다른 두 문명이 만날 때마다 정복의 역사가 반복되었습니다. 같은 사람끼리의 만남에서도 그랬는데, 완전히 다른 이질적인 문화를 가졌고, 완전히 다른 이질적인 체제를 지닌 채, 완전히 다른 이질적인 기술을 보유한 수억의 존재가 인류와 충돌 없이 공생할 수 있을까요?

큰 충돌 없이 공생하는 길은 두 가지 밖에 없습니다. 첫째는 우리가 그들의 문명에 동화되는 방법입니다. 즉 우리가 그들의 문화를 이해하고, 그들의 체계를 존중하며, 그들의 기술을 전수받는 것입니다. 흔히 진보한 외계문명과 만나면 그들의 우수한 기술을 배울 수 있다고 여기지만, 모든 기술은 그 문명의 주체에 맞게 설계되어 있고, 그 문명의 철학이 깃들어 있습니다. 예를 들어 비행기는 우리 인류가 사용할 목적으로 우리의 가치를 존중하도록 설계되고 있습니다. 즉 좌석의 크기와 배치에서부터 동체와 날개의 크기, 중량, 최대 출력 등이 인류를 기준으로 우리의 가치에 따라, 기능과 성능뿐만 아니라 그와 함께 안전성도 고려해서 만들어졌습니다. 그것이 우리의 도덕입니다.

그런데 극단적인 비유지만 안전성보다는 최대의 수송능력이나, 최고의 성능이 도덕인 문명이라면 비행기의 모양부터가 우리와 전혀 다를 수도 있습니다. 모든 기술에는 문명이 추구하는 철학과 그 기술을 감당할 수 있는 문명 고유의 도덕성이 들어있습니다. 외계의 기술을 안전하게 전수 받으려면 우리는 그들의 가치관을 배우며 그들의 문명에 동화되어야 합니다. 오직 기술만 빼내려 한다면 매우 위험한 대가를 치러야만 할 것입니다.

두 번째 공생하는 방법은 그들이 우리 문명에 동화되는 것입니다. 아무래도 지구를 먼저 선점하고 있는 인류에게 기득권이 있으므로, 이 방법이 더 합리적이라 할 수 있습니다. 그러나 여기에는 또 다른 문제가 발생합니다. 아마 외계문명에서 반발하게 될 것입니다. 만약 우리가 지금의 문명과 그에 따른 문명의 이기들을 고스란히 가지고 중세시대로 돌아간다고 하면, 과연 그 시대의 가치체계를 그대로 받아들이고, 또 우리도 그들과 같은 가치 아래서 살 수 있을까요? 무리 사이에 귀족이나 평민, 노예 같은 계급을 두고, 여성에 대한 심한 차별을 하며, 종교에 대한 절대적인 복종을 요구하는 그 시대의 가치를 그대로 인정하며, 그들과 동화될 수 있을까요? 그것도 수백만 명이 같이 그 시대에 갔다면 말입니다.

우리는 스스로 이 시대의 우리가 평등하고, 자유로우며, 합리적인 사회에 살고 있다고 여길지도 모르지만, 수백 년 후나 수천 년 후의 후손들에게 이 시대는 가장 불행했던 시대로 평가될 수도 있습니다. 하물며 완전히 다른 과정을 거치며 문명을 이룬 외계문명에게 인류는 도저히 용납할 수 없는 비도덕적인 가치를 추구하는 문명으로 보일 수도 있다. 아니면 아예 인류는 문명이 아닌 야만적인 존재의 집합으로 인식될 수도 있습니다. 아무리 도덕적인 문명이라고 해도 서로 추구하는 가치와 선의 기준이 다르다면 평등한 공생이 쉽지 않습니다.


다시 처음으로 돌아가서 호킹 박사의 ‘그들 행성의 자원이 고갈되면 지구를 정복하고 식민지화할 수도 있다’는 의견의 가능성도 무시할 수 없습니다. 호킹 박사가 말한 ‘행성의 자원’이 어떤 의미인지는 정확히 모르겠지만, 단순히 우리가 생각하는 지하자원이나 해양자원, 에너지 등의 문제만은 아니라고 봅니다. 그것이 식량 문제라면 문명의 발전하면서 인구조절, 환경보존 등으로 자연스럽게 해결하게 될 것이고, 에너지 문제라면 화석에너지가 아닌 태양력 등의 대체 에너지로 충분히 극복할 수 있을 것이기 때문입니다.

만약 우리 인류의 문명이 수십억 년 후에 발현되었다면 어찌 되었을까요? 문명이 한창 발전하고 우주시대를 맞이할 무렵, 우리의 영원할 것 같은 태양이 내부에 있는 수소를 전부 태우고 주계열을 떠나 적색거성(red giant)으로 진화는 중인 사실을 알아냈다면 인류는 충격에 빠질 것입니다. 물론 매우 천천히 진행이 되겠지만 태양은 그 지름을 현재의 200배로 확장하며 수성과 금성을 빨아들일 것이고, 지구도 먹일지 말지 알 수 없는 두려움에 놓이게 될 것입니다. 물론 그보다 훨씬 전에 지구는 태양이 수소를 소진하고 헬륨 융합을 하는 과정에서 계속 밝고 뜨거워짐에 따라, 바다와 대기는 모두 증발하여 우주 공간으로 날아가고, 지표면은 암석이 녹아내리는 뜨거운 불바다가 될 것입니다. 이럴 경우 자원 문제는 에너지 문제를 넘어 문명의 존속이 달린 ‘장소와 시간’ 문제가 됩니다.

인류는 그날이 오기 전까지의 시간 동안, 모든 기술과 자원을 집약해 필사적으로 살아남기 위한 방안을 모색하게 될 것이다. 그리고 그런 인류가 유사한 지구, 상대적으로 기술 수준이 열악한 외계 종족이 사는 유사한 지구를 발견한다면, 과연 도덕성을 내세워 포기할 수 있을까요?

물론 이런 가설은 말 그대로 가설에 지나지 않습니다. 외계인, 더군다나 외계 문명의 존재 여부조차 논란이 되고 있는 시점에서 스티븐 호킹 박사가 던진 우려의 말도 너무 앞선 기우에 지나지 않을지 모릅니다. 그러나 그의 생각이나 그에 대한 반대의 생각이 모두 틀린 것도 맞는 것도 아닙니다.

우리 은하에만 해도 2000억 개 이상의 항성이 있고, 그 보다 많은 수의 행성이 있습니다. 그리고 우주에는 우리 천만 개에서 1조 개의 항성으로 이루어진 은하가 약 천억 개 정도 있습니다. 아무리 우주가 거칠고 위험하다고 해도, 이 많은 별 중에는 지구처럼 생명을 잉태한 별이 셀 수 없을 만큼 있을 것입니다. 그 중에는 분명 우리가 상상하지도 못할 지성을 가진 도덕적인 문명도 있을 것이고, 수억 년 문명을 이어오며 전지적인 능력을 얻은 문명도 있을 것입니다. 그리고 객체보다 집단에 가치를 두는 문명이나 기술을 선(善)으로 삼는 문명, -우리 도덕을 기준으로- 야만적이고 야비한 문명, 침략과 전쟁을 미덕으로 삼는 호전적인 문명 등, 우리가 이해할 수 없는 가치관을 가진 문명도 있을 것입니다. 그리고 그 중에는 앞서 말한 것과 같이 위기에 처한 문명, 우주를 떠돌고 있는 문명도 있을 것입니다.

호킹 박사의 우려는 언제까지나 바위 밑에 숨어있자는 말이 아닙니다. 최소한 우리 스스로를 지킬 수 있을 때까지라도 조심하자는 뜻일 것입니다. 외계인이라면 무조건 선하다는 믿음을 가지고 그를 구원의 도구로 삼을 수는 없는 것이며, 그들이 행하는 선이 우리가 받아들이기에는 선이 아닐 수도 있습니다. 또한 그럴 생각으로 던진 게 아닌데 그 돌에 개구리가 맞아 죽을 수도 있습니다.

(사진에 보이는 반짝이는 빛은 별이 아니라 은하들입니다. - 사진 제공 : NASA)

그러나 이제는 늦었습니다. 우리가 지난 세월 동안 우주로 쏘아 보낸 수많은 공식적인 메시지와 TV, 라디오 신호들은 이미 반경 백 광년을 퍼져나갔습니다. 물론 지름이 십만 광년인 우리 은하에서 그 정도라면 거의 표시도 나지 않는 작은 동심원에 불과합니다. 어쩌면 외계문명이 우리 전파를 받을 수천 년 후에 이미 인류는 자멸하고 사라져, 지구는 주인 없는 별이 되어있을 수도 있습니다. 아마도 그럴 가능성이 더 높습니다. 그래도 우리가 살아있는 동안에라도 일부러 위험을 자초할 필요는 없지 않을까요?


[ 2010년 5월 22일 ]