무한한 우주의 끝을 만지다

우주를 만지다 - 삶이 물리학을 만나는 순간들
권재술 지음 / 특별한서재 / 2020년 9월

물리라는 딱딱한 이야기를 담는 그릇이 이토록 감성적일 수 있을까. 과학 서적에 넣어야 할지 에세이에 넣어야 할지 고민하면서 책의 페이지를 넘길 때마다 들은 생각. 디자인은 중요하구나, 최근에 본 책 중 가장 예쁜 책이라 할 수 있고, 내용도 부드러웠다. 그렇다고 주요한 물리학 이론을 빠뜨린 것도 아니다.

첫 문장에서 소개하는 것처럼 별을 이야기할 때, 고흐의 별이 빛나는 밤에를 예를 들어 설명하는가 하면, 명왕성을 태양계 행성에서 제외된 이유를 김춘수 시인의 '꽃'을 빌어 이야기한다. 외계인을 설명하면서 영화 '캐스트 어웨이'와 '이티'를 빌려 설명하다 보니 이야기는 더욱 친근하고 가깝게 느껴진다.

물리 교과서가 이런 식이었다면 과학과 조금 더 친해질 수 있었을 텐데... 조금 접근을 달리하니 낯설기만 한 과학이 이리 쉽고 친근하게 느껴졌다.

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끝도 없는 허공

허공 속에

희미하게 보이는 점 하나

창백한 푸른 점 중에서

1장 별들에는 우주와 별, 행성에 대한 이야기가 있다. 마지막 대미에는 외계인에 대한 이야기가 있는데, 현실과 비현실의 경계를 오가는 이야기가 재밌었다.

외계인 얘기를 할 때, 이티도 나오고 다양한 영화가 연상이 되어 재밌었다. 가장 아름답고 신비로운 별들의 이야기. 그 속에 살고 있을지 모를 또 다른 생명체에 대한 이야기. 신비하고도 아름다운 얘기라 시작으로 너무 좋았다.

맥스웰의 도깨비는

깨어 있을 때보다 졸고 있을 때가 많아서

뜨거운 것은 차가워지고

차가운 것은 뜨거워지고

졸고 있는 도깨비 중에서

2장에는 원자와 분자에 대한 이야기가 있다. 맥스웰의 도깨비와 엔트로피의 개념이 여기서 나오는데 예시가 있어 재밌게 익혀졌다.

엔트로피는 열역학 제2법칙은 열적으로 고립된 계의 총 엔트로피는 시간이 지나도 감소하지 않고, 일정하거나 증가한다는 법칙이다. 모든 것은 결국 혼돈으로 귀결되어 파국에 이른다는 무시무시한 법칙인다. 엔트로피의 마지막이 파국이라면 맥스웰의 도깨비는 안정이다. 열의 이동은 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동을 하고 열적 평형이 이루어지면 더 이상의 이동이 없으므로 영구기관은 존재할 수 없다. 평형을 이루면 결국은 안정된다는 법칙이다. 이 상반된 법칙이 각각 어디에 적용되는 것일까. 궁금하면서 신기한 물리학의 세계다. 책에서는 엔트로피가 맥스웰의 도깨비를 잡아먹었다고 기재하고 있다. 그렇다면 우리의 마지막은 빅뱅으로 끝나는 것인가.

그래서 가끔 신은

졸기도 하고 졸다가 자기도 하고

아주 깊은 잠에 빠지기도 한다네

심심하면 주사위를 던지기도 하지

신의 농담 중에서

3장에서는 신의 주사위. 슈뢰딩거의 고양이와 양자역학의 개념이 나온다. 일본 애니메이션만 얘기해도 양자역학이 설명될 듯한데, 작가님은 애니메이션에는 관심이 없는듯하다. (그건 조금 아쉬웠다.) 슈뢰딩거의 고양이는 상자 속의 고양이가 살아있거나 죽어있을 확률이다. 양자역학에서는 그것이 반반이라고 답하는데, 그건 좀 이상하다. 직전에 열어 본 고양이가 살아있다면 살아있을 확률이, 죽어있었다면 다음에도 네버엔딩 죽어있는 것이 아닌가. 이 질문에 답해줄 사람이 없다는 사실이 아쉬웠다.

우주복은 입었나요?

남겨놓은 애인은 없나요?

친구들을 다시 못 봐도 되겠습니까?

지구와 인류에 대한 미련은 없나요?

See you, again이 아니라

Good bye, forever라고

인사할 준비가 되었나요?

우주선 탑승 점검 사항

4장에서는 시간과 공간, 시간 여행에 대한 개념이 등장한다. 그리고 이 책에서 가장 어려웠다. 가장 어려운 4차원의 개념이 등장한다. 1~4장 중 가장 어려웠던 장을 얘기하자면 나는 당연 4장을 꼽겠다. 설명이 어려웠던 것은 아니었는데, 잘 이해가 되지 않았다. 그리고 잘못 알고 있던 지식들이 많아 바로잡기가 쉽지 않았다.

예를 들자면

▲상대성 이론의 핵심은 '빛의 속력과 물리법칙은 모든 관찰자에게 동일하다'라는 절대성에 바탕을 두고 있다.

▲블랙홀은 언제나 까맣기만 한 것은 아니다. 온도가 높으면 이 흑체(black hole)은 빛을 내게 되어 있다. 태양은 아주 좋은 흑체이다. 태양은 모든 빛을 흡수하기 때문이다. (그렇다면 태양이 블랙홀이란 소리??)

▲그리고 공간은 휘어졌다. 두 번 세 번 읽었지만...

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우주에는 너희 철학이 몽상하는 것보다 더 많은 것이 있다.

윌리엄 셰익스피어

수업 시간에는 그렇게 재미없고 지루하던 물리학이 이렇게 재밌고 신기한 학문이었다니, 대한민국 교육이 원망스러웠다. 특히 단락단락에 나오는 용어들과 그 풀이가 재밌었고, 상반되는 이론이 있어 신기했다. 한 가지 아쉬웠던 건 그 상반되는 이론이 각각 어디에 적용되는지 알았더라면 더 좋았을 것 같다.

과학을 잘 모르기 때문에, 과학 관련 유튜브 영상을 즐겨 본다. 최근에 얼룩말의 무늬를 연구하는 얘기가 나온다. 얼룩말의 무늬는 생존에 어떠한 영향을 미치는가. 다윈과 함께 '자연 선택을 통한 진화'를 주장한 월리스는 서로 다른 주장으로 논쟁한다. 월리스의 주장은 얼룩말의 무늬가 엮이면서 앞과 뒤의 구분이 되지 않고 말들을 더 커 보이게 하기에 적들로부터 피하기 용이하다고 주장했으나 찰스 다윈은 눈에 더 잘 띈다고 이 주장을 일축한다. 이로부터 140년간 과학자들은 다양한 실험을 통해 얼룩말의 무늬를 연구한다. 무려 140년 동안.

과학자들의 이 집요함은 얼룩말 하나만을 가지고도 다양한 이야기를 만든다. 조금은 재밌고 웃펐으며, 마지막에 다다라서는 신비하기까지 했다. 검은 털이 서서 기류를 만들다니.

사실 이 책은 그러한 집요함보다는 우주의 신비와 낭만이 가득했지만, 세상에 다양한 이야기가 있음을 알려준 것은 분명하다. 과학자들의 연구는 우리에게 앞으로 어떠한 세계를 이야기해 줄까. 그들이 말하는 세상은 얼마나 더 다양하고 깊어질까. 우주에는 어떠한 더 많은 것이 있을까. 과학에는 어떠한 미지가 숨어 있을까. 과학에게 이렇게 기대가 되기는 처음이다. 너무 즐거운 시간이었다.