무인자동주유소, 다중채널TV, 지문 인식 시스템, 화상통화…. 지금은 당연하게 생각되지만 30년 전만 해도 ‘가능할까’라며 머릿속에만 있던 기술들이다. ‘상대성이론’을 만들어 낸 알베르트 아인슈타인은 “상상력은 지식보다 더 중요하다. 지식은 한계가 있지만 상상력은 세상의 모든 것을 끌어안을 수 있다. 나는 그 상상력을 자유롭게 이용한 예술가”라며 ‘상상력’을 찬양했다. 역사를 살펴보더라도 과학의 발달에 있어 가장 중요한 원동력은 ‘상상력’이었다. 상상력은 현재보다 나은 미래를 그려 내고 그 미래로 향해 갈 수 있도록 현실을 이끌고 있다. ●1985년 ‘백 투 더 퓨처’의 2015년 지난 21일은 1985년 개봉한 SF영화 ‘백 투 더 퓨처’에서 주인공 마티 맥플라이(마이클 J 폭스)와 브라운 박사(크리스토퍼 로이드)가 타임머신 ‘드로리안’을 타고 도착한 30년 뒤 미래의 바로 그날이었다. 미국에서는 ‘백 투 더 퓨처 데이’를 맞아 버락 오바마 대통령이 트위터에 축하 메시지를 띄우고 ABC방송 ‘지미 키멜 라이브쇼’에서는 맥플라이와 브라운 박사가 드로리안을 타고 등장하는 모습을 연출하기도 했다. 사회자 키멜이 “인류는 아직 하늘을 나는 자동차를 발명하지 못했고, 중동 지역 평화도 해결하지 못했다”고 하자 맥플라이는 “2015년 정말 짜증 나”라고 반응해 시청자들에게 웃음을 던져 주기도 했다. 1985년 1편을 시작으로 1989년 2편, 1990년 3편까지 영화 ‘백 투 더 퓨처’는 타임머신이라는 소재로 인간의 다양한 상상력을 자극한 SF의 신기원을 이룬 작품이라는 평가를 받고 있다. 특히 ‘백 투 더 퓨처 2’에 등장하는 수많은 2015년의 기술 중 무인자동주유소, 다중채널TV, 지문 인식 시스템, 화상통화 등은 이미 실현되기도 했다. 나는 호버보드, 자동 건조 점퍼, 가정 내 과일 재배 기술 등은 아직 나오지 않았거나 개발 중에 있다. 이처럼 SF는 과학적 상상력이 드러나는 대표적인 장르이기 때문에 과학자들도 SF에 대해 관심이 많다. ‘물리학자는 영화에서 과학을 본다’라는 책을 펴내기도 한 정재승 카이스트 바이오및뇌공학과 교수는 “SF는 대중이 과학에 좀 더 친근하고 쉽게 다가설 수 있도록 해 주는 수단”이라며 “프로이트가 꿈을 과학의 영역으로 들여오면서 신경과학자들은 잠과 꿈의 본질 및 실체에 대한 다양한 연구를 진행하고 있는데 타인의 꿈에 접속해 정보를 빼낸다는 영화 ‘인셉션’ 같은 경우 꿈과 가상현실에 대한 과학적 발견을 영화적 상상력을 동원해 근사하게 시각화한 작품”이라고 말했다. ●100년을 앞선 쥘 베른의 상상력 현대 SF는 프랑스 대중문학가 쥘 베른에서 시작됐다. 최초의 SF영화인 조르주 멜리에스의 ‘달세계 여행’, 특수 효과의 신기원을 이룩했다는 평가를 받는 디즈니 스튜디오의 ‘해저 2만리’ 등은 모두 베른의 작품을 바탕으로 만들어졌다. 베른의 ‘지구 속 여행’, ‘지구에서 달까지’, ‘달나라 탐험’ 등은 상상력 못지않게 사실성도 뛰어나다는 평가를 받고 있다. 베른이 활동했던 19세기 중후반은 과학기술로 모든 문제를 해결할 수 있을 것이라는 ‘과학 낙관주의’가 팽배해 있던 시기였다. 이 때문에 갖가지 과학논문과 잡지가 창간되는 등 일반인들도 최신 과학기술을 접할 수 있는 기회가 많았다. 그 덕분에 베른은 잠수함, 입체영상, 해상도시, 텔레비전, 우주여행, 투명인간 등의 개념을 사상 최초로 제안했다. 베른은 1867년 ‘지구에서 달까지’라는 작품을 통해 달 탐사에 대한 가능성을 예측하기도 했다. 그로부터 100년 뒤인 1969년 7월 20일 미국 아폴로11호가 인류 최초로 달 표면에 발을 내디뎠다. 상상력이 과학기술을 끌어낸 대표적 사례다. 필립 K 딕이 1950년대 초에 쓴 ‘마이너리티 리포트’는 2001년 스티븐 스필버그 감독의 영화로도 만들어졌는데 이 작품에는 멀티터치가 가능한 투명 디스플레이, 자동운전차, 망막 스캔기술, 보행자 맞춤형 광고기법 등 조만간 실현 가능한 기술들이 가득 차 있다. ●국내서도 SF영화제 개막 외국에서 SF는 많은 사람에게 폭넓게 사랑받는 분야지만 우리나라에서는 여전히 마니아들만 좋아하는 장르로 알려져 있다. 이런 상황에서 국립과천과학관은 2009년부터 ‘SF과학영화제’를 열어 SF영화를 통해 과학에 대한 대중의 관심을 높이려는 시도를 하고 있다. 올해는 ‘가상과 현실 사이’라는 주제로 27일부터 오는 11월 1일까지 6일간 경기도 과천과학관에서 열린다. 인간의 꿈이나 무의식에서 비롯된 가상현실은 이제 SF소설뿐만 아니라 영화, 애니메이션, 게임 등의 단골 소재로 쓰이고 있다. 김상욱 부산대 물리학과 교수는 “가상현실과 현실에 대한 질문을 가장 충격적으로 던진 SF영화인 ‘매트릭스’는 이 세상이 사실은 실제로 존재하는 것이 아닌 가상현실일 수 있지 않겠느냐는 의문에서 시작하는데 과학과 철학의 근본을 건드리는 것”이라며 “이런 질문은 양자물리학의 세계에서 유효한데 영화를 통해 이 세상이 물리학적으로 정말 존재하는 것인가에 대해 생각해 볼 수 있게 해 주기도 한다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-우주탄생에서 불과 6억년 후의 모습 허블 우주망원경이 우주가 태어난 지 얼마 되지 않은 '우주의 새벽'을 촬영하는 데 성공했다. 이 놀라운 이미지는 미 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)이 중력 렌즈를 사용해 잡아낸 초창기 원시은하들의 모습을 보여주고 있다. 이들 원시 은하는 빅뱅 이후 6억년밖에 지나지 않았을 때 태어난 것으로, 허블 망원경이 이제껏 잡아낸 어떤 은하보다도 먼 거리에 있는 은하들이다. 우주에서는 시간이 곧 공간이므로 이 은하들의 나이는 130억년이 넘는다는 뜻이다. 연구진은 이 작은 은하들이 지금의 우주를 만든 데에 결정적인 역할을 한 것으로 보고 있다. 스위스 로잔 공과대학의 하킴 아텍 교수가 이끄는 국제적인 연구진은 빅뱅 이후 6억년에서 9억년 사이의 공간에서 이같은 작은 은하들을 250개 이상 발견했다. 지금까지 발견된 은하들 중 가장 오랜 은하들이다. 이들 은하에서 출발한 빛은 적어도 120억년 이상의 시간을 날아서 망원경에 포착된 셈인데, 이는 곧 천문학자들이 120억년 이전의 과거에 존재했던 아기 우주의 모습을 보고 있다는 뜻이다. "허블 망원경이 잡은 심우주의 은하들 중에서 이보다 더 오랜 은하들은 없습니다." 하고 프랑스 리옹 천문대의 요한 리차드가 밝혔다. 이들 은하에서 온 빛을 모아 분석해본 결과, 연구진은 이 원시 은하의 빛이 초창기 우주의 역사에서 미스터리에 싸인 기간, 곧 재이온화 시기에 중요한 역할을 했다는 사실을 발견했다. 초기 원시우주에서 탄생한 최초의 별(항성)과 은하가 우주 공간에 강력한 자외선을 방출하면서 우주 온도가 높아지면, 우주는 다시 이온화의 과정을 겪게 되는데, 이를 ‘재이온화’라고 부른다. 재이온화가 진행되면 수소의 양성자에서 분리된 전자로 인해 우주는 다시 빛이 직진할 수 없는 불투명한 상태가 된다. 이번 연구에서 관측된 원시은하의 자외선을 조사하면 이 은하들이 진화의 과정에 있는지 알 수 있게 된다. 연구진은 상당한 확신을 가지고, 이들 원시은하들이 초창기 우주를 투명하게 하는 데 중요한 역할을 했으며, 재이온화 시기는 빅뱅 이후 7억년 시점에서 끝났다는 결론을 내렸다. 이 같은 발견의 뒤에는 연구진이 활용한 중력 렌즈의 역할이 컸던 것으로 알려졌다. 허블 심우주 관측 프로젝트의 일환으로 연구진은 심우주에 있는 3개의 은하단을 중력 렌즈로 활용했다. 은하단의 무거운 질량으로 인해 빛이 휘어지는 현상이 일어나는데, 이것이 확대 렌즈의 역할을 하게 되는 것을 일컬어 중력 렌즈라 한다. 중력 렌즈를 최초로 예측한 사람은 상대성이론을 완성한 아인슈타인이었다. 연구진은 이 중력 렌즈를 이용해 해상도 높은 원시은하 이미지를 얻을 수 있었다. 제1세대 은하를 관측, 연구하려면 이 중력 렌즈의 역할이 필수적이다. "심우주의 은하단은 강력한 천연 망원경이다. 이들의 도움이 없으면 초창기 우주의 모습을 볼 수가 없다"고 스위스 로잔 공과대학의 얀-폴 크나이브 박사가 밝혔다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

“거대망원경은 일종의 ‘타임머신’입니다. 빛이 도달하는 시간에서 오는 차이 때문에 현재 우리가 보는 우주는 과거의 모습입니다. 과거로 거슬러 올라가 은하계의 처음은 어떻게 시작됐는지, 그리고 어떻게 우주가 진화해 왔는지, 태양계는 어떻게 형성됐는지를 알려 주는 것이 거대망원경이지요.” 필 다이아몬드(57) SKA거대전파망원경 프로젝트 단장(영국 맨체스터대 천체물리학과 교수)은 20일 “기초과학이든 응용과학이든 연구의 필수조건은 인프라 개발”이라고 거대망원경의 의미를 설명했다. 그는 대전 유성구 대전컨벤션센터에서 열리고 있는 세계과학정상회의 참석차 방한했다. 2024년 완공 예정인 SKA거대전파망원경은 약 3000개의 전파안테나를 한데 묶은 것으로, 신호를 받을 수 있는 집광 면적이 1㎢에 이르는 거대망원경 시스템이다. SKA거대전파망원경은 우주의 탄생과 진화, 외계생명체 신호 등을 찾는 데 활용될 예정이다. SKA거대전파망원경 프로젝트와 같은 기초과학이 우리 사회에 미치는 영향에 대해 그는 “스핀오프(파급) 효과”라고 답했다. “저와 제 동료들은 우주를 이해하기 위해 과학을 합니다. 그렇지만 그 과정에서 나오는 새로운 기술들은 결국 산업계나 대중의 생활에 큰 영향을 미치게 됩니다. 와이파이나 빅데이터 같이 현재 아무렇지 않게 활용되는 기술들도 모두 거대망원경처럼 일상과는 상관없어 보이는 기초과학에서 나온 것들입니다.” 그는 “성과에 대해 조바심을 내면 기초과학은 망가진다”고 강조했다. “아인슈타인의 상대성이론을 바탕으로 위성항법장치(GPS)가 만들어졌고 컴퓨터의 기본 소자인 트랜지스터도 기초과학의 산물입니다. 예를 들자면 끝도 없겠지만 기초과학 투자가 대중에게 혜택으로 돌아오도록 하기까지는 오랜 시간이 걸린다는 것을 정부가 이해하고 꾸준히 지원해야 합니다.” 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

몇 년 전부터 심심찮게 ‘생명체가 살 수 있을 것으로 예상되는 외계 행성을 찾았다’는 뉴스가 전해지고 있다. 소설이나 영화 등에서는 지구와 똑같은 환경의 외계 행성을 찾는 이유가 지구에서 얻을 수 없는 희귀원소 확보하거나 먼 미래에 사람이 살 수 있는 거주지 개척으로 그려진다. 그렇지만 과학자들이 외계 생명체와 지구형 행성을 찾는 이유는 ‘이 광활한 우주에 과연 우리밖에 없을까’라는 근본적인 질문에 답하기 위한 것이다. 명저 ‘코스모스’를 쓴 칼 세이건 박사는 행성 탐사에 대한 이유를 “이 우주에 인간만 있다면 엄청난 공간 낭비다”는 한 문장으로 압축했다. 실제로 세계 각국은 최첨단 관측 장비를 이용해 외계 행성 찾기에 열을 올리고 있다. 우주 선진국들은 지구 대기의 영향을 피해 천체를 관측하기 위해 우주에 망원경을 쏘아 올리고 있다. 대기는 빛을 완전히 통과시키지 않아 천체의 모습을 왜곡시킬 가능성이 크고 가시광선을 제외한 파장은 대부분 지구 대기를 통과하지 못하기 때문이다. 우주에서는 지상에서는 관측할 수 없는 여러 파장을 볼 수 있을 뿐 아니라 날씨나 시간에도 구애받지 않는다. 최초의 우주망원경은 1990년 4월 24일 발사된 ‘허블’이다. 허블 망원경은 25년 동안 100만 건이 넘는 관측활동을 했고 지금도 끊임없이 우주의 비밀을 알려주고 있지만, 외계 행성 발견이 목표는 아니다. 외계 행성 탐색을 목표로 하는 우주망원경은 ‘케플러’다. 케플러 우주망원경은 지구에서 보는 달의 면적보다 600배 넓은 영역을 관측해 한번에 15만개가량의 별을 관측한다. 이를 통해 케플러는 지금까지 2000개 이상의 행성 후보를 찾아냈다. 한국은 아직 우주망원경을 발사하는 수준에는 못 미치고 있다. 대신 지상에서 최고 수준의 장비를 이용해 외계 행성을 찾아나서고 있다. 외계 행성 탐사연구를 주도하고 있는 한국천문연구원은 남반구 밤하늘을 24시간 관측할 수 있는 ‘외계 행성 탐색시스템’(KMTNet)을 개발해 시험 관측을 마치고 이달 1일부터 본격적인 ‘제2의 지구 탐색’에 돌입했다. KMTNet은 직경 1.6m 광시야 망원경과 3.4억 화소 모자이크 카메라로 구성된 관측시스템이다. 비가 거의 내리지 않고 날씨가 맑아 1년 중 300일 가까이 천체 관측이 가능한 칠레 세로톨로로 범미주 천문대, 남아프리카공화국 케이프타운 천문대, 호주 사이딩스피링 천문대 등 남반구 주요 지역 3곳에 설치돼 각각 8시간씩 24시간 내내 같은 하늘을 쉬지 않고 관찰할 수 있다. 우리나라에서는 천체 관측이 가능한 날씨가 160일 정도에 불과하다. 현재 24시간 외계 행성 탐사를 하고 있는 장비는 케플러 우주망원경이 유일하다. 지상에서 24시간 탐색체제를 갖춘 것은 KMTNet이 처음이다. 망원경에는 4장의 전하결합소자(CCD)를 붙여 만든 CCD 검출기를 장착해 보름달 16개만큼의 밤하늘 시야 면적에서 수천만 개의 별 신호를 한 번에 기록할 수 있다. 이 시스템을 이용해 10분마다 우리 은하에서 별이 가장 많이 관측되는 궁수자리 근처에 있는 수억 개 별을 찍는다. 천문연 관계자는 “지금까지 중력렌즈 효과를 이용한 탐사방법으로 발견된 외계 행성 39개 중 32개를 한국 과학자들이 포함된 연구그룹이 찾아냈다”며 “KMTNet의 본격 가동으로 매년 100개 이상의 행성을 새로 발견할 것으로 기대되는 만큼 지구 크기의 행성도 연간 2개 이상 발견이 가능할 것으로 예상된다”고 설명했다. 그렇다면 외계 행성은 어떻게 찾는 것일까. 외계 행성 탐사방법은 ▲시선속도법 ▲횡단법 ▲중력렌즈측정법등 세 가지다. ‘시선속도법’은 멀어지는 물체에서는 빛의 진동수가 감소하고 가까워지는 물체에서는 증가한다는 ‘도플러 효과’를 응용한 것이다. 항성(별) 주변에 행성이 있다면 항성과 행성은 중력법칙에 따라 서로를 끌어당기기 때문에 별은 미세하게 움직이면서 빛의 파장에 변화를 가져온다. 변화주기를 측정해 행성의 공전주기와 질량을 파악하는 것이다. 현재 가장 많이 활용되는 것은 ‘횡단법’과 ‘중력렌즈 측정법’이다. 횡단법은 케플러 우주망원경이 외계 행성을 찾을 때 쓰는 방법이다. 외계 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 중심별인 항성을 찾는다. 외계 행성이 관측자와 항성 앞을 지나는 순간 항성이 가려져 어두워지는데 어두워지는 정도를 바탕으로 행성의 존재 여부와 크기를 파악한다. 중력렌즈 측정법은 KMTNet에서 사용하고 있는 탐색법으로 공전주기가 지구와 비슷한 1년 정도의 지구형 행성을 찾는 데 특화돼 있다. 중력렌즈 효과는 ‘질량은 시공간을 휘게 만들어 빛도 직진하는 것이 아니라 공간을 따라 자연스럽게 휘어서 움직인다’는 알베르트 아인슈타인의 ‘일반 상대성이론’에 근거한 것이다. 관측자가 보는 시점에서 두 항성이 일직선상에 있을 때 앞쪽 별의 중력장 때문에 뒤쪽 별의 빛은 휘어져서 도달하게 된다. 앞쪽이나 뒤쪽 항성 궤도에 외계 행성이 있다면 빛은 더욱 휘어져 들어오기 때문에 빛의 도달시간을 계산해 항성의 이론적 질량과 비교하면 행성의 존재와 크기를 알 수 있게 되는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

저는 호기심이 엄청 많은 꿀벌 ‘마야’입니다. 발데마르 본젤스라는 독일 동화작가가 제 이야기를 ‘꿀벌 마야의 모험’이라는 제목의 책으로 낸 적이 있답니다. 어린 친구들은 만화영화로도 저를 만난 적이 있을 거예요. 저는 좁은 벌집에서 사는 것보다 여기저기 여행하는 걸 좋아해요. 낯선 곳을 돌아다니는 걸 좋아하다 보니 천적인 말벌한테 잡혀간 적도 있답니다. 예전엔 여행을 하다 보면 다른 동네에 사는 꿀벌 친구들을 자주 만날 수 있었는데 요즘은 그게 ‘하늘의 별 따기’가 됐어요. 과학자 아저씨들 말로는 지구의 온도가 점점 올라가는 지구온난화 때문이라더군요. 미국과 영국, 뉴질랜드, 독일의 과학자 아저씨들이 지난 10일자 ‘사이언스’에 공동으로 발표한 논문을 보면 지금 지구온난화가 너무 진행돼 사람들이 온난화 억제 목표를 달성하더라도 몇백년 후에는 해수면이 지금보다 6m나 높아진대요. 그러면 섬나라나 방글라데시 같은 바닷가 근처 도시들은 물속에 가라앉을 수도 있다네요. 우리 꿀벌들한테 날벼락 같은 소식도 같은 날 ‘사이언스’에 실렸더군요. 캐나다 오타와대·캘거리대, 영국 리딩대, 독일 헬름홀츠 환경연구센터, 미국 버몬트대 등의 과학자들이 모여서 연구한 건데, 우리 꿀벌들이 지구온난화 때문에 멸종될 수 있다는 내용이었어요. 요즘 들어 우리 친척들이 많이 사라져서 궁금했는데 그런 이유가 있는 줄은 몰랐어요. 그저 사람들이 농약을 많이 사용하고, ‘꿀벌의 흑사병’이라 불리는 낭충봉아부패병이 유행해서 그런 줄로만 알았었거든요. 과학자 아저씨들은 1901년부터 나온 북미와 유럽 지역 꿀벌 67종에 관한 기록 42만 3000건을 조사해 우리가 살고 있는 지역 범위를 장기간 추적해 조사했다고 하네요. 그 결과 북미와 유럽 지역의 꿀벌 서식지 남방한계선이 300㎞나 북쪽으로 올라갔다네요. 남쪽에서 살 수 있는 곳이 줄어들면 북쪽으로 이동해야 하는데 새로운 지역으로 이사해 적응하는 속도보다 지구온난화 속도가 더 빨라서 죽는 거래요. 캐나다 야생생물보호국 알라나 핀더 박사님은 “현재 꿀벌 서식지 축소 경향은 농약 사용이나 개발로 인한 서식지 감소와는 다른 경향을 보이고 있으며, 이런 추세가 계속된다면 결국 꿀벌이란 종이 사라지게 될 것”이라고 걱정하더군요. 유엔식량농업기구(FAO) 과학자 아저씨들이 이야기하는 것을 들었는데 전 세계 식량작물의 63%가 우리가 하는 꽃가루받이(수분·受粉)로 열매를 맺는대요. 우리 숫자가 줄면 수분 활동도 줄어 일부 농작물은 재배할 수가 없겠죠? 그럼 식량가격은 오를 수밖에 없지요. 믿거나 말거나이지만 상대성이론을 만든 알베르트 아인슈타인 박사님이 “꿀벌이 세상에서 사라지면 4년 뒤 인류도 사라질 것”이라고 하셨대요. 꿀벌과 사람이 영원히 살 수 있는 지구가 되도록 함께 노력했으면 좋겠어요. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나쁜 마녀의 저주 때문에 100년 동안이나 깊은 잠을 자다가 멋진 왕자의 키스를 받고 깨어나는 공주 이야기는 알고 있겠지? 어려서 한 번은 들어본 적 있는 그림형제의 ‘잠자는 숲 속의 공주’ 내용이니까 말야.그런데 과학 왕국에서도 ‘잠자는 숲 속의 공주’가 있다는 것은 못 들어봤을 거야. 진짜 공주는 아니고, 연구논문이 발표 당시에는 주목받지 못하고 오랜 시간 잠들어 있다가 뒤늦게 관심을 끈 것들을 그렇게 부른다네. 내가 후배인 보리스 포돌스키, 네이선 로젠과 함께 쓴 ‘물리적 실재에 대한 양자역학적 설명이 완벽하다고 할 수 있을까?’란 논문도 이번에 ‘잠자는 공주 톱 15’ 중 14위로 뽑혔지 뭔가. ●60년 만에 주목받은 아인슈타인 ‘상대성 이론’ 14위 이런 내 소개가 늦었구먼. 수학과 물리만 머릿속에 가득하다 보니 항상 뭔가를 깜박깜박하는구먼. 나, 알베르트일세. 알베르트 아인슈타인. 상대성이론을 만든 바로 그 사람. 여하튼 미국 인디애나주립대 복잡계 연구자인 필리포 라디치 박사가 2200만건의 과학논문를 분석해 대표적인 잠자는 공주를 뽑아 세계적인 과학저널인 ‘네이처’ 5월 25일자에 실었지 뭔가. 내 논문도 1935년에 발표돼서 1994년에 주목받기 시작했으니 거의 60년 만인데도 14위라니. 더 오랜 시간 잠들어 있는 논문들이 얼마나 많다는건지 원. 라디치 박사는 논문이 얼마나 많이 인용됐는지와 함께 논문 발표 후 묻혀 있었던 기간까지 고려해 ‘잠자는 숲 속의 공주 지수’(Sleeping beauty coefficient)를 만들었다네. ‘B’(beauty) 지수라나. B지수가 가장 높아 ‘잠자는 공주’ 1위로 꼽힌 것은 유명한 콜로이드 화학자인 허버트 프로인트리히 박사가 1906년에 쓴 ‘용액에서의 흡착 연구’라는 논문이라네. 2002년부터 주목받기 시작했다더군. ●최장 101년 만에 잠깬 피어슨의 ‘공간내 선과 평면’ 프로인트리히 박사 논문보다 B지수는 낮지만, 가장 오랫동안 잠들어 있던 논문도 있다네. 1901년에 나와서 2002년에 깨어났으니 101년 동안 사람들이 존재를 모르고 있었던 거야. 바로 수리통계학의 창시자인 칼 피어슨 박사의 ‘공간 내 선과 평면에서의 최적화 시스템’이란 논문이지. 과학계에서 이렇게 오랜 시간 잠들었다가 멋진 왕자를 만나 뒤늦게 깨어나는 논문은 6.5%에 불과하다고 하더군. 사실 대부분의 논문들은 발표 초반 5년 내에 많이 인용되곤 하지. 동화 속에서는 공주가 자신의 잠을 깨운 왕자와 결혼해서 행복하게 사는 것으로 끝나잖나. 그런데 과학계의 ‘잠자는 공주’를 깨운 왕자는 누군지 아직 명확히 밝혀지지 않았다네. 언젠가 과학사에 관심이 많은 사람이 베일에 싸인 왕자들이 누군지 밝혀낼 수 있을 거라고 생각되네. 이런, 프린스턴 고등연구소에서 괴델(쿠르트 괴델, 불완전성 원리를 만든 수학자)군과 점심을 하기로 했는데, 주저리주저리 떠들다 보니 또 늦었군. 나중에 또 보세. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　한국과학기자협회(회장 심재억)는 한국로슈진단(주)이 후원하는 이달의 ‘과학기자상’ 2015년 3월 수상자로 동아사이언스 변지민(사진) 기자를 선정했다고 11일 밝혔다. 한국과학기자협회는 “변지민 기자의 ‘일반상대성이론 100주년’(과학동아 1월호) 기획기사가 100주년을 맞은 일반상대성이론의 역사적 의미를 재조명했으며, 어려운 이론을 쉽게 풀어낸 점을 높이 평가했다”고 선정 배경을 밝혔다. 　변지민 기자는 “21세기 과학혁명을 일으킨 일반상대성이론에 대한 기사로 상을 받게 돼 영광이다. 이론 자체를 이해하기가 무척 어려웠는데, 학계의 전문가들에게 조언을 구해 어렵게 이해하고 기사를 쓸 수 있었다”면서 “이번 기획을 처음 제안한 김상연 전 편집장, 기사를 완성하는데 도움을 준 윤신영 편집장, 이영혜 기자와 기쁨을 나누고 싶다”고 소감을 밝혔다. 　한국과학기자협회는 매달 과학 및 의료·보건 분야의 우수한 보도 기사를 가려 시상하는 ‘과학기자상’을 제정·운영하고 있다. 이 상은 현장을 지키는 과학 기자들의 취재 의욕을 고취하고, 노고를 공정하게 평가하기 위해 공모를 통해 접수한 기사에 대해 소속 매체와 기자 실명을 배제한 채 엄정한 심사를 거쳐 수상자를 선정하고 있다. 　시상식은 오는 17일(화) 저녁 6시 협회(강남구 역삼동 한국과학기술회관 707호)에서 열릴 예정이다. 　심재억 의학전문기자 jeshim@seoul.co.kr

시간여행은 오랫동안 많은 과학자들의 로망이자 수수께끼였다. 아인슈타인은 일반상대성이론을 내놓으며 시간여행이 이론적으로 가능함을 입증했다. 하지만 과거로 돌아가 자신의 할아버지를 만나게 되는 순간 더이상 자신은 존재할 수 없는 역설을 일컫는, 이른바 ‘할아버지 패러독스’ 이론은 시간여행이 불가능함을 또한 얘기한다. 미래에 의해 과거가 바뀌는 시간 인과율에 위배되는 탓이다. 골치 아프다. 과학 이론은 잠시 뒤로 미뤄두자. 상상의 나래는 과학자뿐 아닌 보통 사람들에게도 활짝 펼쳐진다. 현재의 결핍과 더 나은 미래에 대한 욕망은 현재의 시간을 거스르거나 뛰어넘는 것을 끊임없이 상상하게 만든다. 고전 영화의 반열에 오른 ‘백투더퓨처’ ‘터미네이터’ 등을 비롯해 최근 ‘인터스텔라’니 ‘타임 패러독스’ 등까지 시간여행 영화들이 꾸준히 만들어져 온 배경이다. 1편이 더 보태졌다. ‘백투더비기닝’. 10대들의 시간여행을 다룬다. 이들이 시간여행을 원하는 이유는 지극히 단순하다. 화학 시험에서 낙제를 면하기 위해 연신 과거를 되돌린다. 왕따시키는 친구에게 복수하기 위한 방법이 되기도 하고, 수업 시간에 슬쩍 빠져나와 과거에 열렸던 광란의 록페스티벌을 즐기기 위해, 또 복권에 당첨돼 고급 스포츠카를 사기 위해 과거로 되돌아간다. 이렇듯 유치하거나 풋풋한 10대 청소년다운 욕망이지만 개인적인 탐욕이 피어오를 때 사달이 생긴다. 데이비드(조니 웨스턴)는 아버지의 대를 이어 타임머신을 개발해 결국 완성시킨 천재 과학도다. 여자 앞에서는 소심하기 짝이 없는 그는 학교 최고 퀸카에게 마음을 빼앗긴다. 친구들과 함께 떠나기로 한 약속을 어기고 홀로 시간을 거슬러 간다. 그러나 과거를 재구성할 때마다 미래는 계속 바뀐다. 과거 사건의 원인을 제거하거나 방지해 현재의 결과를 바꾸겠다는 속내였지만 일은 생각만큼 간단하지 않다. 과거로 갔다 올 때마다 현재는 조금씩 틀어져 가기만 한다. 결국 마지막으로 자신의 7살 생일 파티 때 사고로 세상을 떠난 생전의 아버지를 만나면서 원천적으로 과거 재구성 시도 자체를 차단하려 한다. 10대들이 나와 낄낄대며 시간여행을 즐기는 영화는 그 눈높이에 걸맞게 결론도 교훈적이다. 오늘은 어제의 결과물이고, 미래 역시 오늘의 산물임을 일깨운다. ‘시간은 공평하게 흐른다. 고로, 헛된 상상은 접고 오늘에 충실하라!’ 원제가 ‘프로젝트 알마낙’이다. ‘알마낙’은 ‘백투더퓨처’에 나왔던 스포츠잡지 제목이기도 하다. 이제 보니 2015년은 ‘백투더퓨처’ 속 1985년의 10대 청소년 마티 맥플라이(마이클 제이폭스)가 30년 뒤 미래로 여행을 떠나 날아다니는 스케이트보드를 타던 해이기도 하다. 딘 이스라엘리트 감독이 ‘백투더퓨처’에 보내는 오마주임을 곳곳에서 느끼게 한다. 26일 개봉. 15세 이상 관람가. 박록삼 기자 youngtan@seoul.co.kr

앨런 튜링의 이미테이션게임/앤드루 호지스 지음/김희주·한지원 옮김/동아시아/872쪽/3만 6000원 너저분한 외모에 말을 더듬었지만 수학에 뛰어난 재능을 보인 아이가 있었다. 미적분에 대한 지식 없이도 어려운 수학 문제를 척척 풀고 아인슈타인의 상대성이론을 독학하던 이 소년은 명문 사립학교에 입학해 첫사랑을 만나 자신의 성 정체성을 깨닫는다. 그는 케임브리지 킹스칼리지에 입학해 수학을 전공하며 수치해석, 확률, 통계에 큰 관심을 보였다. ‘계산가능한 수와 결정문제 적용에 관하여’라는 논문에서 지능을 가진 ‘만능기계’에 대해 언급한다. 2차 대전 중 세계에서 가장 정교하고 난해한 나치독일의 암호 ‘에니그마’를 해독해 잠수함 유보트를 괴멸시키고 연합군을 승리로 이끄는 데 결정적인 역할을 한다. ‘컴퓨터의 아버지’ ‘20세기 가장 중요한 인물’로 꼽히는 앨런 튜링의 이야기는 여기서 그치지 않는다. 허무하고도 비극적인 죽음 때문이다. 튜링은 동성애자라는 사실이 밝혀지면서 ‘1885년 형법 개정법 제11조에 어긋나는 중대한 외설행위’로 체포되고, 1952년부터 2년간 재판을 받고 결국 여성 호르몬인 에스트로겐 요법 형벌을 받았다. 맨체스터대 왕립연구소에서 해임됐으며 컴퓨터 개발에서도 손을 떼야 했던 그는 결국 1954년 6월 7일 41세라는 나이에 청산가리를 주입한 사과를 베어먹고 스스로 삶을 마감했다. ‘앨런 튜링의 이미테이션게임’은 튜링의 출생부터 어릴 때의 일화, 대학시절 모습, 암호해독 과정 등 그의 학문적 성과부터 죽음에 이르기까지 상세히 서술한다. 옥스퍼드대 수리물리학 교수인 저자는 튜링을 알았던 많은 사람을 인터뷰하고 관련 자료를 공들여 모아 인류의 역사를 바꾼 천재 수학자의 삶을 재구성했다. 과학적 정확성과 명료한 스타일, 탄탄한 구성이 돋보이는 모범적인 과학전기라는 평가를 듣는 책이다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

‘내셔널 지오그래픽’ 2015년 1월 호에 저명한 과학 저술가인 티모시 페리스의 암흑물질-암흑 에너지 특집기사가 실려 우주 마니아들로부터 큰 관심을 끌고 있다. 복잡한 것을 쉽게 설명하는 재능과 아름다운 문체로 ‘동시대 최고의 과학 저술가’로 평가받고 있는 전직 신문기자-잡지 편집자 출신인 티모시 페리스는 1956년 부터 천체 관측을 시작했고, 1960년부터 천문학에 관한 글을 쓰기 시작했다. 베스트셀러가 된 작품 중 ‘우주의 모든 것'(The Whole Shebang)과 ‘은하 시대의 도래'(Coming of Age in the Milky Way) 두 권은 뉴욕 타임스의 ‘20세기에 출판된 중요한 책들’에 선정되었고 15개 언어로 번역되었다. 또한 그는 ‘라이프’ ‘내셔널 지오그래픽’ ‘네이처’ ‘뉴스위크’ ‘타임’ 등의 정기 간행물에 200편 이상의 기사와 에세이를 썼으며, 1977년에 발사한 보이저 1, 2호에 실어보낸 인류 문명 소개 유물인 음반을 제작하기도 했으며 미국물리학협회의 과학 저술상, 미국과학진흥회상, 구겐하임 펠로십을 받았다. 페리스의 특집기사 ‘숨겨진 우주를 처음으로 힐끗 보다'(A First Glimpse of the Hidden Cosmos)와 연계하여 스페이스닷컴은 직접 페리스와 대담한 기사를 20일(현지시간) 게재했다. 암흑물질과 암흑 에너지에 대한 페리스 특유의 해석과 견해가 잘 드러나 있는 흥미로운 내용이라 다음에 소개한다. -암흑물질과 암흑 에너지란 존재가 그처럼 상상 속에 확고하게 자리잡게 된 것은 무엇 때문입니까? 페리스=인간의 마음은 가까운 미래에 그럴싸한 설명이 나올 법한 중요한 문제나 질문에 끌리는 속성이 있습니다. 말하자면 한 10년이나 한 세대쯤 뒤에 말입니다. 암흑물질과 암흑 에너지는 확실히 중요한 문제로 보입니다. 과학자들은 우리가 볼 수 있는 가시적인 우주는 약 5%에 지나지 않고 나머지 95%는 이 암흑물질과 암흑 에너지로 채워져 있다는 계산서를 뽑아내놓고 있습니다. 이것들은 과연 무엇인가? 그 해답이 아마 적정 시간이 흐른 후 나올 것으로 보입니다. 그래서 암흑물질과 암흑 에너지 문제는 ‘시간이란 무엇인가?’라거나, ‘빅뱅 이전에는 무엇이 있었나?’ 하는 등의 문제보다 대중에게 훨씬 자극적이고 흥미로운 문제로 인식되는 거지요. - 실체는 그처럼 모호한데도 불구하고 우리는 암흑물질과 암흑 에너지의 영향에 대해 꽤나 많은 것들을 알고 있는 듯이 보입니다. 우리의 지식과 실체 사이에 있는 가장 큰 차이는 무엇이라 생각합니까? 페리스=암흑물질과 암흑 에너지가 행사하고 있는 영향 외에는 그것들에 대해 우리가 알고 있는 것은 거의 없습니다. 암흑물질은 가시적인 물체와 중력적으로 상호작용합니다. 은하와 은하단의 역학을 연구하는 과학자들은 암흑물질과 암흑 에너지가 우리 눈에 보이는 별들과 성단들이 행사하는 중력보다 훨씬 강한 중력을 행사하고 있다는 것을 발견했습니다. 그래서 그 미지의 존재를 ‘물질’이라 불렀고, 어떤 빛도 방출하지 않아 ‘암흑’이라고 붙인 겁니다. 이 암흑물질은 중력작용 외에는 우주의 어떤 물질과도 거의 또는 전혀 상호작용을 하지 않는 요상한 존재입니다. 과학자들은 암흑물질이 우리가 알고 있는 물질과는 전혀 다른 하나 또는 두 개의 원소로 드러날 것으로 생각하고 있습니다. 하지만 아직 확인된 것은 아닙니다. 다만 초대칭과 다른 첨단 물리학 이론으로 상상하고 있는 정도죠. 그러한 가설이 현실에서 실험적으로 확인하는 작업이 남아 있는 셈인데, 만약 현실적으로 확인된다면 그건 엄청난 사건이 될 겁니다. 암흑 에너지는 더 수수께끼 같은 존재입니다. 이 용어는 그 실체가 무엇이든 간에 이 우주를 가속 팽창시키고 있는 에너지라는 뜻을 내포합니다. 만약 암흑 에너지가 공간 자체의 특성이라면, 과학자들이 그 존재를 알아내기 전에 진공에 관한 양자론으로 설명이 가능할 것입니다. 그것을 흔히 중력 양자론이라 하죠. 중력이 공간을 어떻게 휘게 하는가를 나타내주는 아인슈타인의 일반 상대성이론에 대응하는 개념인 셈이죠. - 이러한 현상에 대한 연구 중 어떤 연구가 가장 가능성이 높은 것입니까? 페리스=지금 지구상에는 열 남짓의 암흑물질 검출 장비들이 곳곳에서 작동 중입니다. 암흑물질을 검출하는 데 성공할 수도 있고 실패할 수도 있겠지만, 어느 쪽이든 암흑물질에 대한 인류의 지식을 늘리는 데 기여할 것입니다. 토마스 에디슨이 이런 말을 자주 했었죠. ‘참으로 가치있는 것은 실패에서 배우는 법이다.’ 암흑 에너지에 관한 연구는 주로 우주의 팽창 속도를 관측하는 데 집중되어 있습니다. 우주가 얼마나 빨리 가속 팽창을 하고 있는가, 또 그런 팽창이 언제부터 시작되었는가 하는 문제들을 규명하려는 노력입니다. 숲속에 맹수가 있다면 우선 그 맹수의 발자국부터 찾아야 하는 것과 마찬가지 이유에서입니다. - 암흑물질과 암흑 에너지는 우주의 진화에 심대한 영향을 미친 것으로 나와 있습니다. 그 오랜 역사를 설명해줄 수 있습니까? 페리스=현재 우리가 보는 바와 같은 우주라는 거대 구조와 은하들을 만드는 데 암흑물질이 가장 큰 영향을 끼쳤다고 할 수 있습니다. 암흑물질이 없었다면 우주는 지금과는 크게 달라졌을 것입니다. 그리고 아마 어떤 생명체도 존재하지 못하는 우주가 되었을지도 모릅니다. 암흑 에너지는 공간의 한 특성으로 보입니다. 우주가 팽창할수록 그에 따라 암흑 에너지도 늘어나고 있습니다. 이 암흑 에너지가 없다면 우리 우주는 여기까지 오지 못했을지도 모릅니다. 현재 우주를 가속 팽창시키고 있는 이 암흑 에너지야말로 우리 우주의 미래를 결정지을 최대 요소라 할 수 있습니다. 비록 그것의 정체가 무엇인지, 그리고 어떻게 작동하는 건지 과학자들이 아직 밝혀내지 못하고 있지만 말입니다. 만약 암흑 에너지가 최초로 우주 팽창을 일으킨 존재라면 우리 우주는 암흑 에너지에 크게 의존하고 있다고 볼 수 있습니다. 우리가 볼 수 있는 가시적인 우주는 거의 텅 빈 공간입니다. 별이나 행성들, 우리 몸도 사실 거의 텅 빈 공간에 지나지 않습니다. 인체를 이루는 원자와 분자 내부의 모든 공간을 제거해버린다면 우리는 거의 이 문장 끝의 마침표 하나 정도도 되지 않습니다. 따라서 암흑 에너지가 정말 공간의 특성이라면, 그것의 정체를 아는 것이 참으로 중요한 것입니다. 물을 모르고는 비나 눈, 수증기를 안다고 할 수 없는 거나 마찬가지죠. - 우주 최대의 미스터리인 이 암흑물질과 암흑 에너지에 관한 연구의 미래는 과연 어떨 거라고 보십니까? 페리스=암흑물질의 후보 입자는 가까운 장래에 발견될 거라고 봅니다. 일부 실험 물리학자들은 이미 암흑물질의 증거를 보았다고 생각하고 있습니다. 하지만 더 많은 증거들이 아직 필요합니다. 우리는 곧 그것들을 보게 될 것입니다. 암흑 에너지의 정체를 잡는 일은 더 어렵고 고된 노력을 필요로 할 것으로 봅니다. 일부 이론 물리학자들은 ‘끈 이론’과 같은 것에 ‘표준 모델’에 근거해 우리 눈에 보이는 가시적인 우주를 넘어서 엄청난 비밀이 있을 거라는 강한 암시를 하고 있습니다. 암흑 에너지에 대한 탐구가 깊어가면 우리는 그것이 얼마나 기묘하고 놀라운 성질을 가진 존재인가 하는 것을 어렴풋이나마 볼 때가 올 것이라고 믿습니다. 이광식 통신원 joand999@naver.com 　　

우리가 사물을 볼 수 있는 건 빛이 물체에 의해 반사되기 때문이라는 사실을 인류가 깨달은 건 1000년밖에 되지 않는다. 지금의 이라크 바스라에서 서기 965년에 태어난 아부 알하이삼이 1011년부터 1021년 사이에 쓴 ‘광학의 서(書)’(키탑 알마나지르)라는 책을 통해 이를 밝혀내기까지 인류는 ‘눈에서 빛이 나가 사물을 볼 수 있다’(프롤레마이오스류)거나 ‘물체에서 빛이 나와서 볼 수 있다’(아리스토텔레스류)고 생각했다. 천문학자이자 안(眼)과학자, 철학자인 알하이삼의 이 발견은 현대 광학에서 ‘지구가 태양을 돈다’는 코페르니쿠스적 발견에 버금갈 공헌으로 기억된다. 빛의 반사와 굴절, 그리고 눈의 착시현상 등을 실험과 계산을 통해 증명해 보임으로써 후세 인류에게 빛이 만들어 내는 수많은 현상과 심지어 우주의 신비까지도 풀어 갈 단서를 제공한 것이다. 그가 현대물리학과 광학 등에 얼마나 공헌을 했는지, 이슬람권에서 얼마나 추앙을 받는 학자인지는 이라크의 1만 디나르 지폐에 그의 얼굴이 새겨져 있는 것으로도 알 수 있다. 달 표면 크레이터와 소행성 ‘59239’에도 그의 이름 ‘알하젠’이 붙어 있다. 올해는 유엔이 정한 ‘빛의 해’다. 알하이삼이 1000년 전 광학의 새 장을 연 것을 기념하고, 뒤로는 현대물리학의 뿌리를 이루는 아인슈타인의 ‘일반상대성이론’ 탄생 100년을 기리고자 유네스코는 오는 19일 프랑스 파리 유네스코본부에서 성대한 행사와 함께 올해가 ‘빛의 해’임을 공식 선포한다. 하나님이 천지를 창조한 다음 빛을 창조(창세기 1장 3절)하셨든, 현대물리학이 추정하듯 137억 년 전 대폭발(빅뱅)과 함께 우주와 빛이 동시에 탄생했든 빛은 모든 생명의 근원인 동시에 인류에게 미래를 열어 줄 열쇠이기도 하다. 하위헌스의 파동설과 뉴턴의 입자설, 아인슈타인의 광양자설 등을 거쳐 현대 양자역학을 통해 ‘입자와 파동의 성질을 동시에 지니는 에너지 알맹이’로 정리됐다지만 아직도 빛은 미지의 세계에 있다. 그만큼 이를 응용한 산업의 영역 또한 무궁무진하다. 우주를 이해하는 단서 대부분을 인류는 여전히 별빛에서 얻고 있고, X레이와 MRI 같은 의료영상장비나 인터넷 무선통신, 태양광 발전 등 인류 문명의 새 장을 빛을 통해 열고 있다. 12월 말 포항에 ‘4세대 방사광가속기’가 들어선다. 4298억원의 건설비가 투입된 이 가속기가 완공되면 단백질 구조 등을 밝혀냄으로써 신약 개발에서 획기적 발전을 가져올 것이라고 한다. 그런가 하면 우리와 미국, 유럽연합(EU) 등 7개국의 참여로 2007년 가동에 들어간 대전의 차세대 핵융합 설비 ‘K스타’는 올해 안에 열출력 500MW급 핵융합 발전을 시도한다. 20년 뒤면 지금의 화석연료 걱정을 털어낼 인공 태양을 갖게 되는 것이다. 빛의 세계에 흠뻑 빠져드는 한 해가 되길 바란다. 진경호 논설위원 jade@seoul.co.kr

할리우드 영화 인터스텔라가 대박 행진을 이어 가고 있다. 국내 개봉 한 달이 넘으면서까지 박스 오피스 1, 2위를 다투더니 지난 주말 900만명 관객을 돌파한 기세가 놀랍다. 블랙홀과 상대성이론 등 물리학 용어가 낯선 이들에겐 황당해 보이는 공상과학(SF) 영화인데도…. 황폐화된 지구를 대체할, 우주의 새 정주지를 찾는 서사 자체가 관객들의 로망과 그다지 동떨어지지 않았기 때문일 게다. 최근 인터스텔라의 상상력이 막연해 보이지 않게 하는 국제적 이벤트가 몇 건 있었다. 유럽우주국(ESA)이 발사한 우주탐사선(로제타)에서 분리된 탐사 로봇이 지난달 13일 혜성 67P에 도착해 우주 개척사의 신기원을 열었다. 일본의 소행성 탐사기 ‘하야부사(솔개)2’가 얼마 전 예정 궤도에 진입했다는 소식도 마찬가지다. 순조롭다면 2018년 지구와 화성 사이 소행성에 도달해 암석을 채취하고 2020년 말 귀환할 예정이라고 한다. 국회가 내년도 예산에서 달 탐사 예산 410억 8000만원 전액을 삭감했다. 지난 3일 여야 합의로 새해 예산안을 처리하면서다. 이에 따라오는 2020년까지 한국형 발사체로 달 착륙선을 발사하려던 계획은 차질이 불가피하게 됐다. 안타깝게도 우리의 우주 개발은 유치산업 단계다. 러시아 추진체를 빌려 겨우 나로호 발사에 한 번 성공한 게 전부다. 미국과 러·유럽연합(EU)은 물론 아시아의 중국과 인도, 그리고 일본에 비해서도 한참 뒤처져 있다. 2017년 달에 무인 착륙선을 보낸다는 박근혜 정부의 달탐사 공약도 우주 강국들의 눈높이로 보면 걸음마 수준이다. 존 F 케네디 미 대통령이 1960년대 초 우주인을 달에 보내겠다고 공언한 뒤 아폴로 11호를 탄 닐 암스트롱은 1969년 달에 첫발을 내디뎠다. 당시에도 예산 낭비라는 비난도 있었지만, 결과적으로는 엄청난 산업 연관 효과를 창출했다. 내비게이션과 형상기억합금 등 우주기술의 상용화 사례는 셀 수 없이 많지 않은가. 물론 불요불급한 예산을 줄이는 일은 국회의 본령이다. 하지만 정치 논리로 달 탐사 예산을 ‘전면 백지화’한 것은 설득력이 없어 보인다. 교통량도 별로 없는 곳에 도로를 건설하는 것을 포함해 여야 지도부가 지역구 예산은 1000억원이나 추가로 챙긴 마당에 말이다. 15세기 말 ‘대항해 시대’에 뛰어든 유럽 열강들은 ‘지리상의 발견’이란 미명으로 다른 대륙에 방대한 식민지를 건설하고 산업생산력을 한 차원 끌어올렸다. 그런 서세동점(西勢東漸)의 시대는 이미 끝났지만, 바야흐로 ‘우주 대항해 시대’가 열릴 참이 아닌가. 달 탐사 예산을 깎는 정도가 아니라 전면 삭감한 일은 우주 개발 비전의 싹마저 자르는 어리석은 선택일 듯싶다. 구본영 논설고문 kby7@seoul.co.kr

남아프리카의 연구자들이 우주는 ‘황금비율’로 작동한다는 연구결과를 내놓았다고 영국 일간 데일리메일이 6일(현지시간) 보도했다. ‘황금비율’로 알려진 이 우주 상수는 허리케인의 모양과 코끼리의 엄니뿐 아니라, 은하에서도 발견되고 있다. 연구자들은 이 비율이 시공간의 위상기하학(topology of space-time)에서도 볼 수 있으며, 전 우주에 걸쳐 영향력을 발휘하고 있다고 주장한다. 나아가, 이 수치는 우주 안의 모든 것들에 연결고리 역할을 하고 있으며, 시공간과 화학, 생물학도 예외가 아니라는 것이다. 이 연구진을 이끄는 사람은 프리토리아 대학의 잰 보이언스 박사와 남아프리카 비트바테르스란트 대학의 프랜시스 새커리 박사다. 그들은 황금비율 1.618이 수학뿐만 아니라, 물리학, 화학, 생물학, 그리고 시공간의 위상기하학에까지 연관된 것을 찾아볼 수 있다고 밝힌다. 그리스 문자 ‘파이’(Ø)​로 나타내는 황금비율은 한 선분을 두 부분으로 나눌 때, 전체에 대해 큰 부분의 비와 큰 부분에 대해 작은 부분의 비가 같도록 나눈 것으로, 그 비는 약 1.618:1로 나온다. ​가로와 세로가 황금 비인 직사각형은 고대 그리스 이래로 가장 아름답고 조화를 이룬 모양이라고 생각됐으며, 조각과 그림, 건축의 아름다움을 결정하는 것으로 알려졌다. 20세기의 화가들 역시 초상화를 그릴 때 이 비율을 적용했다. 직사각형의 두 변의 비가 황금분할이 되는 것은 여러 가지 비례의 직사각형 중에서 가장 정돈된 직사각형이라고 한다. 황금 비는 일상생활 속에서 쉽게 찾을 수 있다. 엽서, 명함의 치수 등도 두 변의 비가 황금 비에 가깝다. 그러나 이 비율은 결코 인위적인 것이 아니다. 식물의 줄기와 동물의 뼈대 등에서도 이 비율은 발견되고 있는 것이다. 나선형 역시 이 황금비율에 따르는 것으로 보인다. 이는 곧 우주의 기하학적인 형태가 궁극적으로는 이 수학적 상수에 의해 지배되고 있음을 뜻한다. “황금비율이 우주를 특징짓는 가장 확실한 예로는 우주 곳곳에 편재하는 나선형을 들 수 있다”고 연구진은 논문을 통해 밝히고 있다. “소용돌이 은하(M51)의 장려한 모습을 비롯해 암모나이트 조개, 앵무조개, 카트리나 허리케인, 태양계 내의 행성-위성-소행성-고리들의 배열” 역시 그런 예로 들 수 있다. 태양의 둘레를 도는 행성의 움직임이 2차원적으로는 타원을 그리지만, 태양계 전체가 은하 중심을 도는 운동을 보태면 실제로 행성들의 운동은 나선형을 그리는 것으로 나타난다. 연구진은 이처럼 황금비율이 우주의 전 부분에 걸쳐 널리 작동하고 있는 만큼 실질적으로 시공간의 특성을 결정하는 것으로 보고 있다. “전 우주에 걸쳐서 광범위하게 나타나는 이 놀라운 일치(자기 유사성)는 휘어진 시공간의 특성이 될 수 있다”고 연구진은 논문에 밝히고 있다. 또 “시간은 상대성이론과 양자론의 통합으로 인식되는 것이며, 나아가 수학적 상수인 황금비율에 연결된다”고 말한다. 그러나 우주가 왜 이 법칙에 따르는가에 대해서는 알려진 바가 없다. 일부 학자들은 다중 우주설에서 말하듯이 미세 조정된 우리 우주는 단순히 행운의 일치가 가져다준 것이며, 그러한 행운이 따르지 않은 무수한 은하가 존재하는 것으로 믿고 있다. 이광식 통신원 joand999@naver.com

■세상에서 가장 아름다운 여행(SBS 오후 5시 30분) 11세 때부터 태권도를 배웠던 원용이는 또래 친구들보다 건장한 체격에 태권도 대회도 나갈 만큼 월등한 실력을 갖춘 아이였다. 하지만 작년 12월 두통 때문에 찾아간 병원에서 뇌종양을 진단받고서는 태권도의 꿈과 함께 오른쪽 눈을 잃을 위기에 놓였다. 뇌수술과 함께 33차례의 방사선 치료, 15번의 항암치료를 받고 있는 원용이의 일상을 들여다본다. ■EBS 다큐 프라임(EBS 밤 9시 50분) 한국 엄마들의 육아 관심은 쏟아지는 육아서와 TV 프로그램, 인터넷으로 그 어느 나라보다 뜨겁다. 가족의 중심이 아이가 돼 버린 한국 엄마들은 자신의 육아에 대해 얼마나 확신하고 있을까. 육아 부담에 몸부림치는 엄마들을 위해 행복한 육아의 해법을 찾아 본다. 또한 세계가 주목하는 프랑스 육아법을 들여다본 뒤 지혜로운 훈육법도 공개한다. ■사이언스 오브 인터스텔라(내셔널지오그래픽채널 밤 10시) 영화 ‘인터스텔라’ 속 상대성이론, 블랙홀 등 낯선 과학 용어를 알아보는 시간을 갖는다. 이번 시간에는 시공간을 연결하는 ‘웜홀’에 대해 배워 본다. ‘웜홀’을 통해 영화 속처럼 수만 광년의 거리를 단숨에 이동할 뿐만 아니라 시간여행까지 할 수 있다면 어떨까. 물리학자 브라이언 그린과 함께 신비한 베일에 싸여 있는 ‘웜홀’의 흔적을 찾아 본다.

■세상에서 가장 아름다운 여행(SBS 오후 5시 30분) 11세 때부터 태권도를 배웠던 원용이는 또래 친구들보다 건장한 체격에 태권도 대회도 나갈 만큼 월등한 실력을 갖춘 아이였다. 하지만 작년 12월 두통 때문에 찾아간 병원에서 뇌종양을 진단받고서는 태권도의 꿈과 함께 오른쪽 눈을 잃을 위기에 놓였다. 뇌수술과 함께 33차례의 방사선 치료, 15번의 항암치료를 받고 있는 원용이의 일상을 들여다본다. ■EBS 다큐 프라임(EBS 밤 9시 50분) 한국 엄마들의 육아 관심은 쏟아지는 육아서와 TV 프로그램, 인터넷으로 그 어느 나라보다 뜨겁다. 가족의 중심이 아이가 돼 버린 한국 엄마들은 자신의 육아에 대해 얼마나 확신하고 있을까. 육아 부담에 몸부림치는 엄마들을 위해 행복한 육아의 해법을 찾아 본다. 또한 세계가 주목하는 프랑스 육아법을 들여다본 뒤 지혜로운 훈육법도 공개한다. ■사이언스 오브 인터스텔라(내셔널지오그래픽채널 밤 10시) 영화 ‘인터스텔라’ 속 상대성이론, 블랙홀 등 낯선 과학 용어를 알아보는 시간을 갖는다. 이번 시간에는 시공간을 연결하는 ‘웜홀’에 대해 배워 본다. ‘웜홀’을 통해 영화 속처럼 수만 광년의 거리를 단숨에 이동할 뿐만 아니라 시간여행까지 할 수 있다면 어떨까. 물리학자 브라이언 그린과 함께 신비한 베일에 싸여 있는 ‘웜홀’의 흔적을 찾아 본다.

개봉 15일 만에 500만 관객(17일 기준)을 모아 흥행몰이중인 영화 ‘인터스텔라’의 물리학 강의 영상이 화제다. ‘인터스텔라 200% 즐기기’라는 제목의 이 영상은 영화 속에 등장하는 과학적인 이론을 알기 쉽게 설명, 영화를 보다 즐겁게 감상할 수 있도록 제작된 가이드 영상이다. 강의는 메가스터디 김성재 선생이 맡았다. 김 선생은 ‘인터스텔라’를 “예술과 과학의 행복한 동반자”라고 칭하며 방대한 과학과 우주, 인간을 감동스러운 스토리의 물결 속에 집어넣은 것에 대해 찬사를 보냈다. 이어 “과학은 모르는 것을 인정하는 것에서부터 시작한다”고 밝히며 이를 전제로 중력과 상대성이론 등 영화 속 과학이론을 설명하고 있다. 매우 빠른 속력으로 움직이는 시계는 느리게 흐른다는 ‘특수상대성이론’과 중력과 가속운동 물체에서의 관성력은 똑같고 중력이 강한 곳의 시간은 느리게 흐른다는 ‘일반상대성이론’, 중력은 당기는 힘이 아니라 공간이 변하는 것이라는 ‘등가원리’ 등 기본적인 이론을 알기 쉽게 풀어내고 있다. 또한 영화 내 주인공이 탑승하는 우주선 ‘인듀어런스호’가 왜 자전하는 것인지에 대한 궁금증을 풀어주고 블랙홀과 웜홀에 대한 설명까지 곁들였다. 영화의 홍보를 맡은 올댓시네마의 김태주 실장은 “영화를 관람하는 데 있어 다소 어렵게 느껴질 수 있는 영화 속 과학 이론의 이해를 돕기 위해 영상을 제작해 공개하게 됐다”고 밝혔다. 이어 해당 영상이 현재 “온라인 상에서 좋은 반응을 얻고 있다”고 덧붙였다. 한편 ‘다크 나이트’ 시리즈와 ‘인셉션’을 연출한 크리스토퍼 놀란 감독이 메가폰을 잡은 ‘인터스텔라’는 웜홀을 통해 시간여행이 가능하다는 세계적 물리학자 킵 손의 이론을 바탕으로 희망을 찾아 우주로 가는 사람들의 이야기를 그렸다. 극장 상영 중. 사진·영상=워너 브러더스 코리아 문성호 기자 sungho@seoul.co.kr

지난 6일 개봉한 영화 ‘인터스텔라’에서 우주의 블랙홀은 절멸의 위기에 처한 인류를 구원하기 위해 필수적으로 통과해야 했던 공간이다. 그리고 ‘인터스텔라’는 한국 영화시장의 블랙홀이 됐다. 국내 개봉 5일 만에 관객 210만명을 훌쩍 넘겼다. 매출 점유율이 무려 80%에 이를 정도로 극장가를 집어삼킬 기세다. 중력렌즈 공식, 일반상대성이론 등 난해한 천체물리학, 우주과학 이론을 전면에 등장시키면서도 감각적이고 신비한 우주 공간을 그려냈다는 호평이 쏟아졌다. 영화를 만든 크리스토퍼 놀런(44) 감독을 중국 현지 개봉을 앞두고 10일 상하이에서 만났다. 13억 인구의 중국 영화시장은 ‘5000만명밖에 보지 않아 망했다’는 우스갯소리가 있을 정도로 거대한 곳이다. 놀런 감독의 부인이자 제작자인 에마 토머스, 남녀 주연 배우 매슈 매코너헤이와 앤 해서웨이가 인터뷰에 함께 참석했다. 놀런 감독은 한국 관객들이 ‘인터스텔라’에 열광하는 이유에 대해 “(영화가) 판타스틱하지 않나?”라고 농담처럼 답하더니 “아주 흥분되는 일이다. 과학에 대한 관심이 커서 그런 게 아닐까 싶다”고 말했다. 북미를 제외하고는 현재까지 한국이라는 조그만 나라에서만 1410만 달러에 달하는 매출로 세계 1위의 실적을 올리고 있으니 감독으로서는 놀라지 않을 수 없는 노릇이다. 그는 “세계적인 물리학자 킵 손을 거치며 지금까지는 확실히 입증된 과학적 사실에 근거해 영화를 만들었다”며 자신의 작품에 대한 자부심을 드러냈다. 하지만 그는 “007 영화를 볼 때 폭탄 만드는 방법을 모른다고 재미가 없나? 복잡한 과학 이론을 몰라도 영화에 빠져들 수 있고 공감대를 형성하는 데는 아무런 문제가 없을 것”이라며 자신만만한 표정을 지었다. 그의 자신감은 배우들도 더불어 확인해 줬다. 이미 ‘다크나이트 라이즈’에서 캣 우먼 역을 맡아 놀런 감독과 호흡을 맞춘 적 있는 여배우 해서웨이는 “그가 함께 영화를 만들자고 제안했을 때 대본도 보지 않고 바로 동의했다”면서 “그는 매우 독특하다. 배우들의 질문이 있을 때 매우 친절하게 도움을 준다”고 말했다. 올해 아카데미 남우주연상을 받은 매코너헤이 역시 “놀런 감독과 작업하고 싶었다. 그의 영화 한편, 한편이 내가 그동안 출연한 영화를 모두 모은 것보다 성공적”이라고 감독에 대한 경의를 나타냈다. 놀런 감독은 영화의 스포일러에 매우 엄격한 것으로 유명하다. 영화 마지막 장면에서의 쿠퍼(매코너헤이)와 아멜리아(해서웨이)의 감정 기류 변화 등 스포일러와 관련된 질문이 있을 때마다 단호하게 “말할 수 없다”고만 대답했다. 대신 영화를 만들었던 속내에 대해서는 상세히 이야기를 풀어 갔다. “스탠리 큐브릭 감독의 ‘2001 스페이스 오디세이’에 대한 오마주(존경심)라고 볼 수 있을 것입니다. 실제로 무의식적으로도 여러 가지 오마주를 담았습니다. 예를 들자면 영화 속 로봇 디자인도 ‘스페이스 오디세이’에 나오는 로봇 모놀리스처럼 군더더기 없이, 최대한 간단한 모습으로 고도의 지능을 갖고 있는 모습을 구현하고 싶었습니다.” 그는 “우주에 대한 얘기는 의도적이었다”면서 “차가운 우주와 따뜻한 인간 감성의 극명한 대비를 통해 우주에서 인간의 위치가 어디인지, 우리가 누구인지도 얘기하고 싶었다”고 말했다. 놀런 감독은 스타일리시하면서도 철학적인 영화를 만들기로 정평이 나 있다. 기억과 무의식의 세계에 천착하는, 할리우드에서 요즘 가장 ‘핫’한 감독으로 꼽힌다. 단기 기억 상실증으로 10분밖에 기억력을 지속할 수 없는 이야기를 다룬 ‘메멘토’(2000)로 시선을 끈 그는 ‘배트맨 비긴즈’(2005), ‘다크 나이트’(2008)를 거쳐 상대방의 꿈속에 들어가 생각을 훔친다는 기발한 착상을 그린 ‘인셉션’(2010) 등으로 국내 마니아 팬층을 확보했다. 감독은 디지털 대신 35㎜ 필름을 고수하는 것으로도 유명하다. 35㎜와 아이맥스 필름으로 만들기는 이번에도 마찬가지다. 그 이유에 대해서는 “이미지와 해상도가 디지털보다 더 좋기 때문이다. 대체할 더 좋은 수단이 나오지 않는 한 아마도 35㎜를 계속 고수할 것”이라고 말했다. 상하이 박록삼 기자 youngtan@seoul.co.kr

스위스는 아름다운 대자연과 함께 세계에서 가장 잘사는 부자 나라, 가장 평화로운 나라로 인식돼 있다. 영세중립국으로 유럽연합에 가입하지 않았으면서도 유럽의 중심역할을 하는 강소국이 스위스다. 여기에 또 한가지 반드시 추가해야 할 것이 바로 그들의 예술에 대한 사랑이다. 스위스 수도 베른의 외곽에 있는 파울 클레 센터(원명 첸트룸 파울 클레)는 한 위대한 예술가를 기리기 위해 많은 사람이 오랜 시간 동안 노력을 기울이고, 정성을 모은 결과물이다. 마치 대자연에 그려놓은 악보처럼 아름다운 건축물은 음악적 회화를 시도했던 화가 파울 클레에게 보내는 스위스인들의 진정한 오마주다. 부드럽게 흐르는 아레강을 끼고 형성된 중세의 고풍스러운 도시 베른은 두 명의 유명한 천재와 관련이 있다. 천재 물리학자 아인슈타인이 살면서 상대성이론을 연구하고, 스위스인들이 자랑스럽게 여기는 20세기의 대표적 추상화가 파울 클레가 태어난 곳이 바로 베른이다. 시내 외곽 쇼스할덴이라는 이름의 완만한 언덕에 자리한 파울 클레 센터는 2005년 6월 개관한 이후 시민들의 예술적 영감을 살찌게 해주고, 세계인들의 발길을 불러 모으는 베른의 명소가 됐다. 넓은 벌판에 살포시 내려앉은 세 개의 물결 형태의 건물은 세계적인 건축가 렌조 피아노의 작품이다. 피아노는 지형에 대한 탐구를 바탕으로 설계했다. “나는 농부처럼 이 대지에서 작업했다. 곡식이 익어가듯이 건물이 자연의 일부가 되기를 기다렸다”는 피아노의 말처럼 완만한 등고선을 그대로 살린 혁신적인 디자인의 건물은 주변 풍경 속에 완전히 녹아들어 있다. 저멀리 한없이 펼쳐진 산의 아름다움을 전혀 방해하지 않으면서 평화롭고 고요하게 자연과 조우하고 있다. 이곳을 제대로 감상하는 방법은 따로 없다. 시간 여유를 갖고 미술관과 주변을 산책하듯이 둘러보는 것이다. 미술관 바로 옆 오래된 공원에 자리 잡은 파울 클레의 묘지를 가 보고, 밀밭 사이로 만들어진 산책로를 따라 조각공원까지 이어지는 길을 조용히 걸어본다. 미술관 건물 뒤편으로 조성해 놓은 밀밭이 바람 결에 일렁이면서 건물의 물결모양과 어우러져 만들어내는 풍경이 장관이다. 전원교향곡을 자연에 그려 놓으면 이런 모습일까. 넋을 놓고 있다 보면 마음의 평화가 저절로 찾아온다. 파울 클레 센터는 파울 클레가 생전에 남긴 1만점의 작품 가운데 회화, 수채화, 드로잉 등에서 4000점에 이르는 작품을 소장하고 있으며 그의 생애 전 기간에 걸쳐 남긴 중요한 전기 자료도 소장하고 있다. 그런데 왜 미술관이 아니라 왜 첸트룸(센터)이라고 했을까. 페터 피셔 관장은 “파울 클레는 그림을 그리는 예술가였지만 그게 모두가 아니었다. 그는 뛰어난 바이올린 연주자였으며, 천부적인 교육자였고, 작가였으며 예술이론가였다. 다방면에서 탁월함으로 보였던 위대한 예술가의 예술적 통찰력을 보다 잘 이해하고, 시민들의 문화생활에 동기를 부여하는 것이 파울 클레 센터의 설립 목표이자 운영방향”이라고 설명했다. 단순한 미술관 이상의 문화·예술·교육 공간으로서 파울 클레 센터는 내부구조에서 그 취지를 충실하게 반영하고 있다. 유리와 철골로 만들어져 현대적이고 날아갈 듯 가벼워 보이는 건물 내부로 들어가면 부드러운 물결모양을 그대로 느낄 수 있다. 1층은 안내데스크와 기획전시실, 레스토랑과 기념품 숍, 편의 공간, 연주회장으로 구성되고 클레의 작품들은 지하의 상설 전시공간에 전시하고 있다. 클레의 작품들 중 상당수가 수채화와 드로잉이 포함되어 있기 때문에 보존을 위해 자연광을 피해야 하기 때문이다. 전시공간을 지나면 클레와 그의 작품 연구를 위한 공간에 도달하게 된다. 밖으로 보이는 쪽의 지하층에는 어린이미술재단과 어린이들을 위한 아틀리에가 마련돼 있다. 아틀리에에서는 어린아이들이 전문 교사의 지도를 받으며 풀 향기를 맡아보고 그 느낌을 그려보는 수업을 하고 있었다. 베른에 파울 클레의 예술적 업적을 기리는 종합 공간을 설립하자는 아이디어를 처음 낸 이는 그의 유일한 아들 펠릭스 클레의 두 번째 부인 리비아 클레-마이어였다. 리비아는 파울 클레 재단을 이끌던 남편이 1990년 세상을 떠난 뒤 물려받은 작품 700점을 베른시에 기증하기로 했다. 이어 1998년 파울 클레의 손자인 알렉산더 클레가 1998년 자신이 소유한 작품 850점과 가족 소유의 기록물들을 베른시에 영구 대여 형식으로 기증했다. 파울 클레와 부인 릴리가 2년 간격으로 세상을 떠난 후 그의 예술적 업적에 대한 체계적 정리와 학술 연구를 도맡아 온 파울 클레 재단에서는 50년 가까이 연구해 온 2500점에 대한 자료와 기록들을 새로 지어지는 미술관에 이양하기로 했다. 개인 소장자들까지도 작품 150점을 영구대여하기로 한다. 작품과 자료들은 갖춰졌지만 미술관을 어디에 세울지가 문제였다. 원래 파울 클레가 다니던 초등학교 인근에 있는 베른미술관 근처에 파울 클레 미술관을 지을 계획이었는데 마스터플랜을 세우면서 미술관 외에 예술아카데미와 연구소까지 규모가 늘어났기 때문이었다. 지역의 건축가들이 베른 시내에 적당한 장소를 물색하던 중 획기적인 ‘사건’이 일어난다. 1998년 봄, 세계적인 정형외과 의사인 모리스 뮐러(1918~2009) 교수 부부는 베른시 동쪽 쇼스할덴에 있는 대규모 부지와 3000만 스위스프랑을 기증할 뜻을 밝혔다. 뮐러 교수는 정형외과 수술의 복합골절 수술에 필요한 인공지지대를 발명해 의학적 명성과 경제적으로 부를 쌓은 인물이다. 그는 사재를 기부하겠다는 계획을 발표하면서 “파울 클레는 위대한 예술가일 뿐 아니라 많은 예술가의 스승이었다. 쇼스할덴에 파울 클레의 예술을 보여주는 미술관과 연구센터, 교육기관을 아우르는 멋진 공간을 만드는 것은 나의 오랜 숙원이었다”고 밝혔다. 그리고 몇 가지 조건을 내세웠다. 첫째는 단순한 아트뮤지엄이 아니라 조형예술, 음악, 문학, 그리고 연극 등 종합예술이 펼쳐지는 장소여야 한다는 것이고 둘째는 이탈리아 건축가 렌조 피아노가 디자인 설계를 맡아야 한다는 것이었다. 그의 뜻을 살려 1998년 11월 모리스와 마르타 뮐러 재단이 만들어지고 단순히 전시를 위주로 하는 미술관이 아닌 파울 클레 센터 재단이 만들어졌다. 베른시의 재정지원을 받으려면 많은 사람의 이해가 필요했다. 뮐러박사 부부는 바젤에 있는 바이엘러재단 미술관을 방문하고 그 미술관을 설계한 렌조 피아노를 지명한 것이었다. 베른시민들과 의회 정치인들이 피아노의 설계안을 이해하고 받아들이도록 전시회를 세 차례나 열었다. 이런 노력의 결과 의회에서 압도적으로 찬성의견을 얻었고, 베른시 주민투표에서도 78%의 찬성을 얻어 2002년 6월 미술관이 착공했다. 총 건축비는 1억 1000만 스위스프랑이 소요됐다. 뮐러재단에서 당초 약속했던 것의 2배인 6000만 스위스프랑스을 내놓았고 베른시 복권기금에서 1100만 프랑, 기업체의 후원금 3000만 프랑, 시민연합기금에서 2000만 프랑을 내놓았다. 창의력이 넘치는 미래의 파울 클레를 양성하는 것을 목적으로 두 개의 재단이 추가로 설립됐다. 뮐러재단이 내놓은 500만 스위스프랑으로 어린이 미술관재단이 만들어졌고, 베른주립은행 후원으로 젊은 예술가와 미술전공학생들의 마스터 클래스인 여름아카데미가 세워졌다. 미술관 이상의 예술공간은 이렇게 탄생했다. 글 사진 lotus@seoul.co.kr

관객들을 언제나 놀라게 하는 크리스토퍼 놀란 감독의 새 영화 ‘인터스텔라’가 개봉을 앞두고 과학계에서도 관심을 모으고 있다. 인터스텔라는 세계 각국의 정부와 경제가 완전히 붕괴된 미래에, 시공간 사이에 열린 틈을 통해 우주로 나가 인류를 구하는 임무를 그린 SF공상영화다. 공상과학 영화지만 놀란 감독은 이 영화에서 최대한 실존하는 과학적 사실 및 이론을 영상화하기 위해 노력했다. 이 같은 노력은 실제 과학계에서도 중요한 과학적 발견을 하는 결과를 낳았다. 영화의 특수제작팀은 거대한 블랙홀을 가장 실제와 유사하게 표현하기 위해 미국 캘리포니아공과대학의 세계적인 이론물리학자인 킵 손(Kip Thorn)과 손잡았다. 킵 손 박사는 1988년 발표한 논문 ‘시공간의 웜홀과 행성 간 여행에서의 유용성(Wormhole in space-time and their use for interstella travel)에서 우주에 있는 소규모의 웜홀을 이용해 시간 여행이 가능하다고 주장한 바 있다. 특수제작팀은 그의 아이디어를 현실화 한 그림을 토대로 블랙홀의 중력이 기이한 형태로 둘러싸인 가스층 및 블랙홀의 거대한 형태를 컴퓨터그래픽으로 표현하는데 성공했다. 지금까지 알려진 납작한 디스크 형태의 블랙홀이 아닌 빛으로 이뤄진 거대한 원형 후광과 그 주위를 둘러싼 우주 물질들이 생생하게 재현됐으며, 이는 지금까지 우주를 소재로 한 영화에 등장해 온 그 어떤 블랙홀에 비해 가장 실제에 가깝다는 극찬을 이끌어냈다. 킵 손 박사는 “‘인터스텔라’ 제작진의 이러한 노력은 천체 물리학계와 컴퓨터 그래픽 산업 두 분야 모두에게 동시에 영향을 미친다”면서 “특히 빠르게 회전하는 블랙홀과 상호 작용하는 중력렌즈현상(블랙홀 같은 거대 천체에서 오는 중력이 시공간 및 빛의 경로를 휘게 만드는 현상)을 새롭게 발견하게 된 계기가 됐다”고 설명했다. 이어 “위의 현상은 아인슈타인의 일반상대성이론과 연관이 있으며, 지금까지 할리우드 영화에서 이 이론을 구체적으로 표현한 것은 이번이 처음”이라고 덧붙였다. 이 영화가 과학적 사실을 최대한 반영할 수 있었던 것은 각본을 맡은 조나단 놀란의 역할도 크다. 크리스토퍼 놀란 감독의 동생이기도 한 그는 ‘인터스텔라’ 시놉시스를 대본으로 옮기기 위해 캘리포니아공과대학에서 4년간 상대성 이론에 대해 공부한 것으로 알려졌다. 개봉 전부터 아카데미상 후보로 거론되고 있는 영화 ‘인터스텔라’는 11월 6일 관객과 만날 예정이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지금까지의 우주 기원에 관한 물리학 이론에 따르면 우리의 태양보다 훨씬 큰 질량을 지닌 거대 항성이 자체 붕괴로 생을 마감하는 특이점이 생기면 빛조차 탈출할 수 없는 매우 강력한 중력을 가진 블랙홀이 탄생한다. 미국의 한 여성 물리학자가 이런 블랙홀이 아예 존재할 수 없으며 이를 수학적으로 입증했다고 밝혀 학계는 물론 세상을 떠들썩하게 하고 있다. 만일 이 주장이 사실이라면 그녀의 연구는 기존 우주 기원에 관한 물리학 이론을 폐기시킬 수도 있다. 영국 일간 데일리메일은 미국 노스캐롤라이나대 채플힐캠퍼스의 로라 머시니 하우턴 교수가 블랙홀이 존재할 수 없음을 수학적으로 증명했다고 발표했다고 25일(현지시간) 보도했다. 머시니 하우턴 교수는 하나의 별이 죽음을 맞이할 때 스티븐 호킹 박사가 주장했던 ‘호킹 복사’ 이른바 일종의 복사 에너지를 방출하게 된다고 말한다. 하지만 이 과정에서 이 별은 또한 엄청난 양의 질량을 내뿜기 때문에 블랙홀이 될 수 있을 정도의 밀도를 가지지 못한다는 것이 그녀의 주장이다. 그녀는 블랙홀 형성 가능성 전에 죽어가는 별이 팽창해 폭발하지만 ‘특이점’이 절대로 일어날 수 없고 따라서 ‘사상의 지평선’으로 불리는 블랙홀의 경계마저 존재하지 않는다고 말한다. 참고로 특이점이란 아인슈타인의 일반 상대성이론에서 거대 항성이 죽음을 맞아 부피가 ‘0’이 되지만 밀도는 무한대가 돼 블랙홀화 된다는 개념이다. 머시니 하우턴 교수는 “아직도 충격에서 벗어나지 못했다”면서 “우리는 50년 이상 된 이 문제를 연구했고 이 해결책은 우리에게 많은 것을 생각하게 한다”고 말했다. 장차 실험 증거를 통해 우주에 블랙홀이 존재하는지에 대해 물리적인 증명이 될 수도 있지만 지금에서만큼은 이 수학적 입증이 확실하다고 머시니 하우턴 교수는 말한다. 게다가 이번 입증은 빅뱅 이론의 진실성에 대해서도 의문을 제기한다. 대부분 물리학자는 우주가 약 138억 년 전에 빅뱅이라는 대폭발로 시작된 특이점으로 인해 형성됐다고 생각하고 있다. 하지만 머시니 하우턴 교수의 주장처럼 부분적이지만 이런 특이점의 존재 자체가 불가능하다면 빅뱅 이론 역시 의문을 가질 수밖에 없다는 것이다. 블랙홀이 이처럼 매우 기괴한 이유 중에 하나는 우주의 두 기본적 이론인 아인슈타인의 상대성이론과 양자역학의 기본 법칙을 통합할 수 없었기 때문이다. 머시니 하우턴 교수의 새 이론은 이 두 이론을 수학적으로 결합하는 것이지만 블랙홀의 존재를 부정하길 원치 않는 사람들에게는 나쁜 소식일 수 있다. 그는 “물리학자들은 수십 년간 아인슈타인의 중력 이론과 양자 역학이라는 두 이론을 결합하려 했지만, 이번 연구는 이 두 이론이 함께 화합하는 것을 제공한다”면서 “이는 큰 의미를 지닌다”고 말했다. 한편 이번 연구결과는 코넬대학 도서관이 운영하는 물리학 분야의 권위있는 온라인논문저장 사이트인 아카이브(arXiv.org)에 실렸다. 사진=NASA/JPL-Caltech 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr