질량과 에너지 사이

E=mc2
데이비드 보더니스 지음, 김민희 옮김, 한창우 감수 / 생각의나무 / 2005년 3월

어제 저녁부터 열심히 봤다. 그전부터 보긴 했지만, 어제 저녁부터 열심히 본 셈이다.

상대성 원리란

에너지와 질량 사이의 관계를 설명하고 있다. 여기서 c은 빛의 속도의 제곱을 말하며

이 책은 친절하게 에너지 개념을 이끌어낸 페러데이(전기력과 자기력의 상호 작용을 통해), 등호(=) 개념을 상용화시킨 레코드, 질량 보존을 발견한 라부아지에, 빛의 속도를 알아낸(?) 뢰머, 빛의 파동성(얼싸안기mutual brace라고 표현된)을 알아낸 맥스웰, 왜 제곱이 붙어야 하는가 하는 데는 힘을 측정하는 데 필요한 공식 mv을 알아낸 샤틀레와 볼테르에 대한 소개가 그들에 대한 일화와 함께 나온다.

그리고 나서 아인슈타인 특허국 직원으로 일하던 1905년 어떻게 상대성 이론을 생각하게 되고 발표하게 되는가 하는 이야기가 나온다. 그리고 상대성 이론에 대한 해설도 나온다. 뒤편에는 상대성 이론이 핵폭탄으로 상용화되는 2차 세계대전 당시의 이야기(독일의 하이젠베르크와 연합국의 여러 과학자들)가 꽤 길게 나온다.

책의 마지막 장은 E=mc이 전 우주의 작동을 설명할 수 있음을 알려준다. 태양 또한 이러한 수소 핵분열을 통해 에너지를 내뿜어 우리를 살게 하고 우주 또한 그렇게 핵분열을 통해 시작되었다고 설명한다. 또한 이 핵분열로 블랙홀이 설명되고 우주의 미래가 그려진다.

이를 위해 핵 분열 방법을 알아낸 마이트너와 오토 한, 태양이 수소로 이루어진 덩어리라는 것을 알아낸(그전까지 태양이 철이라는 게 스펙트럼 분석을 통한 공식적인 생각이었다) 페인, 수소 핵 분열 이후 내부 폭발에 의해 온도가 올라가 헬륨 핵 분열을 시작하고 탄소 핵마저 그렇게 되리라는 것을 밝혀낸 호일(이는 우주의 탄생까지 짐작 가능하게 한다), 블랙홀과 태양의 마지막이라는 가상 시나리오를 밝혀낸 찬드라세카르 등에 대해 소개된다.

신기하다. 핵이라는 미세한 영역에서부터 우주라는 거대한 영역까지 아우르는 어떤 공식이 있고, 그것은 질량과 에너지 사이의 관계이다. 질량이 에너지로 환하기 위해 필요한 빛의 속도의 제곱. 이런 책들을 보다 보면, 이 세계의 모든 것들 중 정지한 것은 아무것도 없으며, 어느 정도 안정된 움직임을 취하는 것처럼 보이는 것들도 실은 엄청나게 미세하게 바라보면 움직이고 있다는 사실에 경악하게 된다.

결국 아인슈타인 이론은 공간과 시간의 휘어짐이라는 일반 상대성 이론으로서 시간이란 것도 각각의 질량에 따라 다른 값을 가지게 되며, 그러므로 절대적 시간 개념이 부서지고 공간 개념도 또한 부서진다. 여기서는 휘어짐이라고 설명을 하는데, 겨우 부록까지 읽고 나니 대강이나마 알겠다 싶더니 이제 쓰려니 또 너무 어렵다. 원래 물리적 지식이 너무 부족한 상태라 더욱 그렇다.

그저 내가 지금 그나마 짐직할 수 있는 것은, 질량과 에너지 사이의 관계이다. 질량은 빛의 속도의 제곱에 이르는 운동을 하게 되면 에너지로 환하는 과정을 겪는다는 것.

또한 우주는 점점 이 핵분열 과정을 거치며 블랙홀이 많아지고 텅 비어간다고 한다. 그것은 거대하고 또한 어딘가 나의 미약함 때문일까? 뭐라고 할지 모르겠지만, 막막하다.

이런 식으로 바라보다 보면 인간의 삶이란 게 대단히 이상해진다. 어제는 이승하 선생님의 「지금 빛나는 것은 다」를 다시 읽었다. 삶과 죽음 사이에 놓인 강, 자아와 타자 사이에 놓인 강, 물질과 非물질 사이에 놓인 강이 너무 아득하다.

그렇지 않아도 『코펜하겐』이 연극으로 상연 중이라 보러 가려고 했는데, 이 책을 읽으니 다시 한번 코펜하겐(희곡)을 봐야겠다는 생각이 든다. 이 책에서는 하이젠베르크를 지독한 나치주의자로 그려내며 어느 정도 연합국은 정의라는 관점으로 서술한다. 그러나 하이젠베르크에게는 하이젠베르크의 고뇌가 없지 않았으리라. 그런면에서 희곡 코펜하겐은 아름답다. 물론, 객관적인 자료들은 그가 원자폭탄을 만들고 싶어했으나 어떤 능력 부족으로 못 만들었다는 의견을 유력하게 하지만, 실은 그의 내면에 어떤 고뇌가 있는가는 아무도 모른다. 단지, 가정할 수 있을 뿐이고 코펜하겐은 아름다운 가정을 보여준다. 한 인간에 대한 애정을 바탕으로 한 아름다운 가정. 말하자면 인간을 무수한 고뇌(떨림)를 간직한 인간으로 바라보는 것. 나타난 사실을 바탕으로 정보를 쥐어짜내 종합하기 보다는, 그의 떨림을 보여주는 것. 나는 작가의 임무는 그것이라고 생각한다. 미친놈, 살인자에게도 떨림이 있고 사랑이 있다.

부록에 나온 책들을 보고 싶은데, 우리 나라에는 번역되지 않은 게 좀 많은 듯 하다.

-지금 빛나는 것은 다

풀벌레 소리가 점점 커지고 있어

마냥 좋구나 그대 곁에 벌렁 누워 하늘을 보니

온통 별이야 때때로 별똥별이 떨어지다 사라지고 말아

그대, 무슨 말이라도 하렴 22년의

괴로움과 온갖 슬픔 마침내 끝났으니 오죽이나 좋아

그런데 별빛은 光年을 달린다

수십, 수백, 수천 광년을 달리면

 (1광년은 9,467,000,000,000㎞라는군)

가물가물 반짝이는 한 개의 작은 점

 (작은 점들의 지름이 얼마인지 말한 필욘 없겠지)

아냐 별은 반짝이지 않아 스스로 쉼 없이 타올라

빛을 내고 있지 빛으로 존재하는 수천억의 별

별빛은 광년을 달린다 별과 별 사이

별과 행성 사이 사람과 사람 사이의 성간 물질을 헤치고서

타오르는 별만이 스스로 존재하지

그대와 나는 타오를 수 없었을까

타오르다 타오르다 초거성으로 폭발하지 않으면

차차 식어 백색 왜성으로 숨거둠을 알지만

그대와 내가 떨리는 손 내밀면 따뜻한 교류

아물지 않은 서로의 상처까지 보여줄 수 없었을까

그대, 아무 말이라도 좋아 듣고 있을게

내 제일 가까웠던 사람 태양계 밖 제일 가까운 별은

켄타우루스자리의 프록시마란 별이라는군 제일 가깝다는 게

지구와 태양 거리의 40만 배라고 해 우와 40만 배

그대와 나의 거리는 40만 배의 40만 배보다 더욱 멀다

여름밤 풀 향기 그윽한 그대 무덤가 찾아와 벌렁 누워

추억한다 아련한 머릿결 냄새 때때로 글썽거리던 두 눈

스물세 살이었다 차가운 별은 없지 그러나

타오르는 것은 다 식는다 지금 빛나는 것은 다

-이승하, 『사랑의 탐구』 중