아인슈타인의 냉장고
뜨거운 것과 차가운 것의 차이로 우주를 설명하다
폴 센 지음 | 박병철 옮김 | 매일경제신문사
이 책을 읽고 열역학 분야에 대해 다시 생각하게 되었다. 정말로 열역학은 위대한 학문의 발견이 아닐까? 사실 우리가 입고, 먹고, 쓰는 대부분이, 아니 생존을 위해 필요한 모든 것들이 열역학이라는 학문에 의해서 더 새로워졌고, 더 발전되었고, 이제는 필수적이 되었다. 한여름의 에어컨 없이 살 수 있겠는가? 지금 당장 냉장고가 없다면 어떻게 되겠는가? 바로 이것이 열역학이다. 열역학은 생활이다. 하지만 이제 그 열역학이 이 책을 통해 우주로 나아간다.
저자는 말한다. 과학의 역사가 모든 역사 중에서 가장 중요하다고 말이다. 이런 신념하에 이 책은 집필됐고, 아마 저자의 전공이었던 공학도 한 몫 했을 것이다. 책은 19가지의 여러가지 에피소드를 통해 열역학의 분야로 안내한다. 거기에는 다양한 과학자들도 존재한다.
루트비히 볼츠만의 죽음은 너무도 안타까웠다. 그의 원자론이 실린 논문이 발표가 됐는데, 그는 그 사실을 모르고 죽었다. 그리고 그것을 바탕으로 증명시킨 이가 바로 아인슈타인이었다. 과학의 역사는 정말 하루를 모른다. 그 장을 누가 열고 닫을 지는 말이다.
또한 절대온도를 말한 윌리엄 톰슨, 그는 물체의 온도를 질량으로 말한다. 이는 물질의 근본적 특성이라고 한다. 블랙홀의 온도에 대해서도 연구를 한다니... 대단히 놀랍다.
열역학에서 가장 중요한 것이 바로 물체의 비가역성일 것이다. 엔트로피... 원래대로 돌아올 수 없는 성질의 것... 지금 지구에서 가장 문제가 되는 것도 이것이다. 지구가 점점 더워지는 현상말이다. 원자로를 가동하거나, 공장을 돌릴때 가장 많이 쓰는 것은 바로 차가운 물이다. 보통 해수를 많이 쓴다. 해수는 차가운 상태로 들어갔다가 덥혀진 상태로 바다로 흘러들어간다. 덥혀진 공기들은 수증기가 된다. 찬 것과 만나서 증기는 비가 된다. 하지만 지구의 대기권이 그 열을 바깥으로 내보내지 못하고 있다면... 점점 지구는 덥혀지기만 할 뿐이다. 기후 위기는 바로 현실이다. 우주 어디선가 이 뜨거운 지구의 열을 가져갈 수 있다면 좋겠지만 그것은 불가한 일이다. 생각같아서는 블랙홀을 이용하면 좋겠지만 말이다.
책을 통해 알았다. 열역학은 생활에서 그치는 것이 아니었다. 그것은 우주로 나아갔고, 이제는 기후 변화까지 말하고 있다. 지구의 시계가 어떻게 돌아가는지는 열역학이 말해주고 있는 듯하다. 증기기관에서 시작된 그것이 우주로 나아가다니... 사실 그 역사는 그리 오래되지도 않았는데 말이다.