아인슈타인은 “나는 천재가 아니라 호기심이 많을 뿐이다”라는 어록을 남겼다. 호기심이 위대한 학문적 업적을 이룬 원동력이 됐다는 의미다. 한국인은 세계에서 가장 호기심이 강한 민족의 하나로 알려져 있다.미국의 소설가 잭 런던은 “한국인의 두드러진 특성은 호기심이다. 그들은 기웃거리는 것을 좋아한다. 그것을 구경이라고 한다”고 했다. 프랑스 소설가 베르나르 베르베르는 “한국인은 호기심에 가득 차 있다. 어린아이 같은 열린 눈과 열린 마음으로 새로움을 추구한다”고 말하기도 했다. 이들이 말한 한국인의 호기심은 지적 호기심일까, 단순히 문화적 차이에 대한 궁금증이었을까. 아무튼 인간을 인간답게 하는 호기심이었음에는 의심의 여지가 별로 없어 보인다. 호기심이 지나쳐 상대방에게 정신적, 물질적 피해를 주거나 사회 공동체에 악영향을 끼치는 행위로 이어진다면 법의 처벌을 받아 마땅하다. 세계인권선언은 ‘사람은 누구나 개인적인 일에 간섭 또는 공격하는 행위에 대해 법의 보호를 받을 권리를 갖는다’고 규정하고 있다. 즉 프라이버시(사생활)를 침해당하지 않을 권리가 있고, 이를 침해한 행위는 세계 모든 나라가 범죄로 취급한다. 소형 카메라를 몰래 숨겨 남의 사생활을 엿보는 몰카 범죄가 큰 폭으로 늘어나고 있다고 한다. 주로 여성들의 사생활이나 은밀한 신체 부위를 찍는 관음증이나 다름없는 빗나간 호기심이다. 특히 요즘처럼 날씨가 더워지는 여름철이면 더욱 기승을 부려 ‘몰카의 계절’이란 말까지 생겨나고 있을 정도다. 경찰청 자료에 따르면 2011년 1500여건이던 몰카 범죄가 2015년에는 7600여건으로 무려 5배나 많아졌다. 지난해에도 5200여건이 적발됐다. 몰카범에 대해서는 5년 이하의 징역 또는 1000만원 이하의 벌금형이 내려지지만 좀처럼 수그러들지 않고 있다. 여름이 길어진 탓에 올해는 몰카 범죄자가 더욱 늘어날 것이란 전망도 있다. 몰카범은 사람들의 왕래가 많은 역사나 대합실, 지하철, 해수욕장 등에서 주로 활동하는 것으로 알려져 왔다. 최근에는 대학 교내에까지 몰카가 기승을 부린다고 하니 예삿일이 아니다. 참다못한 서울의 몇몇 대학 학생회는 직접 몰카범 퇴치에 나섰다. 학업과 취업 등 가뜩이나 신경 써야 할 데가 많은 대학생이 관음증 환자들까지 직접 잡아야 한다니 안타까운 현실이 아닐 수 없다. 몰카범이 설치는 것은 처벌이 너무 가볍기 때문이기도 할 것이다. 이런 호기심은 호기심도 아니다. 법원은 중죄로 다스려야 한다.

미국 청년 오토 웜비어(22)의 사망은 김정일에 의한 2002년 일본인 납치 고백 직후 일본을 경험한 필자로선 북한의 ’학습효과 제로’에 절망하게 했다. 2016년 1월 평양에 놀러 갔다가, 호텔에서 ‘제국주의 타도’란 선전물을 훔치고는 15년의 노동교화형을 선고받고 혼수상태에서 미국으로 귀환한 웜비어의 사망 소식이야말로 북한이란 국가의 100점 만점 평가에 감점 70점을 줘도 모자라지 않다.웜비어 쇼크는 북한 납치 고백의 미국판이다. 광기란 똑같은 짓을 끊임없이 되풀이하면서 다른 해답을 구하는 것이라는 아인슈타인의 명언을 나쁘게 해석하면 꼭 김정일·정은 부자를 두고 하는 말이다. 김정일은 평양으로 불러들인 일본 총리 고이즈미 준이치로에게 중대한 고백을 한다. “아랫것들이 충성 경쟁을 하느라 일본인을 납치했다”고. 일본과 국교 정상화, 100억 달러 규모의 경제 원조를 위해 ‘납치’의 산을 넘자고 했던 김정일식 ‘통 큰’ 도박이었다. 김정일은 유감을 표시하고 북·일의 ‘평양선언’이 나온다. 고백만 하면 잘 풀릴 줄 알았을 것이다. 최고 지도자가 고백을 하면 그것으로 끝일 것이란 평양의 집단사고가 작용한 것이다. 일본인 납치 피해자 5명을 고이즈미의 전용기에 태워 보냈지만 일본 여론은 ‘야만 국가 북한’ 때리기로 들끓었다. 그중에서도 납치 피해의 상징인 여중생 요코타 메구미(1977년 북에 의해 납치·당시 13세)의 자살에 의한 사망 통보를 놓고 한번 돌아선 일본인의 대북 악감정은 지금까지도 개선될 기미를 보이지 않은 채 ‘2002년의 벽’을 넘지 못하고 있다. 웜비어도 마찬가지다. 지난 5월 북·미 접촉을 통해 웜비어를 돌려보내기로 김정은식 통 큰 ‘결단’을 한다고 했을지 모른다. 미국 땅에 내리면서 TV에 비친 혼수상태, 그리고 사망에 이른 웜비어는 자유민주주의 사회에서는 상상할 수 없다. 2009년의 미국인 여기자 억류의 ‘성공 사례’를 생각하면서 평양의 ‘김정은 아랫것’들은 웜비어를 잡아다 ‘인질 외교’를 하려고 했을 가능성이 크다. 멀쩡한 청년을 식물인간으로 만들고 사망에 이르게 한 원인이 무엇이든 변명은 통하지 않는다. “식중독이다, 수면제다” 하는 북한 말을 누가 믿겠는가. 김정은도 “아랫것들이 했다”는 아버지를 따를지 모르지만 이미 너무 늦었다. 어리석은 자는 경험에서 배우고, 현명한 자는 역사에서 배운다고 했다. 경험이든, 역사든 배워서 고치려 하지 않는 북한 체제야말로 납치와 억류와 같은 불행한 사건을 앞으로 되풀이할 수 있다는 점에서 그 광기와 경직성을 용납해선 안 된다. marry04@seoul.co.kr

천재 물리학자 알베르트 아인슈타인(1879~1955)이 동료 학자에게 쓴 편지 8통이 경매에 나와 총 21만 달러(약 2억 4000만 원)에 낙찰됐다. 20일(현지시간) 예루살렘에서 열린 위너스 경매에 나온 아인슈타인의 편지 8통은 1951년부터 1954년 사이에 영어로 쓰여진 것으로, 아인슈타인의 서명이 들어있다. 낙찰 예상가는 총 3만1000~4만6000달러(약 3500만~5200만원)였다. 아인슈타인이 동료 물리학자 데이비드 봄(1917~1999)에게 쓴 이들 편지 중 8만4000달러(약 9600만원)에 낙찰돼 최고가를 기록한 것은 신의 천지 창조에 관한 내용을 담고 있다. 이 편지에서 아인슈타인은 “만일 신이 세상을 창조했다면 신은 분명히 그 사실을 우리에게 이해시키기가 쉽지 않다는 것이 주된 걱정이었을 것”이라고 말했다. 또다른 편지에서 아인슈타인은 데이비드 봄이 양자 이론과 상대론적 장 이론(relativistic field theory)이 관계가 있다고 제시한 것에 대해 “솔직히 그런 관계가 실현되리라고는 도저히 생각되지 않는다”고 말했다. 이 편지는 5만400달러(약 5600만원)에 낙찰됐다. 편지 수취인 데이비드 봄은 미국에서 유태계 이민자 부모에게서 태어나 아인슈타인과 함께 미국 프린스턴대학에서 교단에 섰지만, 조지프 매카시 상원의원이 주도한 ‘레드 퍼지’(Red Purge:적색분자 공직 추방운동)에 의해 조교수직을 박탈당하고 이후 브라질로 송환됐다. 한편 이번 경매에는 이스라엘 출신 마술사 유리 겔라도 참여해 데이비드 봄이 이스라엘로 이주할 가능성에 대해 언급한 1954년 편지를 낙찰받았다. 사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

영국 더럼대학교 출신의 문학 교수 사이먼 존 제임스와 물리학 교수 리처드 바우어는 ‘타임 머신-과거, 미래, 우리들의 시간여행 이야기’라는 프로그램에 참여해 문학과 과학적인 측면에서 시간여행의 흥미로우면서도 다양한 성격과 의미, 과학적인 가능성에 관해 대담을 나누었다. 우주전문 매체 스페이스닷컴 16일자(현지시간)에 소개된 대담 내용의 일부를 발췌해 소개한다. 사이먼 존 제임스(이하 제임스): 리처드, ‘시간여행'(time travel) 이란 말은 물리학자들에게 어떤 뜻으로 쓰입니까 리처드 바우어(이하 바우어): 시간여행은 현대 물리학의 기본 개념입니다. 밤하늘을 올려다보는 것 자체가 바로 시간여행을 하는 셈입니다. 우리는 밤하늘에서 별과 행성들을 봅니다. 하지만 그것은 현재 그들의 모습이 아닙니다. 과거의 모습들인 것이지요. 행성들은 몇 분 전의 과거 모습이지만, 별의 경우에는 몇백 년, 몇천 년 전 과거의 모습을 보는 것입니다. 희미하게 보이는 은하들의 경우에는 수백만 년 전 또는 수십억 년 전의 과거를 보는 셈이지요. 최첨단 망원경으로 볼 수 있는 가장 희미한 은하는 우주의 전 역사를 거슬러 보는 것이라 해도 과언이 아닙니다. 하지만 이런 것을 시간 여행의 모든 것이라 생각할 수는 없지요. 우리는 다만 먼 과거의 시간을 거슬러서 보는 것에 지나지 않으니까요. 현대 물리학에서 화두가 되고 있는 것은 우리가 시간을 거슬러서 과거에 영향을 미칠 수 있느냐 하는 문제입니다. 아인슈타인의 상대성 이론에서 보이는 가장 기본적인 개념의 하나는 시간과 공간이 서로 독립적이 아니라 얽혀 있는 4차원의 시공간 연속체 안에 사물이 존재한다는 것입니다. 비록 모든 관찰자가 두 사건을 연결하는 세계선(世界線·world line)의 길이에 동의한다 하더라도, 두 사건이 동시에 일어난 것인지 또는 같은 장소에서 다른 시간대에 일어난 것인지에 대해 다른 시각을 가질 수 있습니다. 일례로, 내가 점심을 먹기 위해 책상 앞에 앉아 있다가 조금 일을 하고 몇 시간 뒤 집에 가기 위해 일어난다고 치죠. 아주 빠르게 운동하는 관측자가 이것을 본다면 내가 점심을 먹고 이내 자리에서 일어서는 것으로 보였을 겁니다. 아인슈타인의 상대성 이론에 따르면 시간과 공간은 하나로 얽혀 있는 시공간 연속체로서 따로 분리할 수가 없습니다. 따라서 우리는 언제나 4차원 세계선을 따라 움직이며 광속으로 미래를 향해 여행하고 있는 것이라 생각하는 게 적절합니다. 그렇다면 아인슈타인의 이론을 조금 비틀어서 과거로의 여행을 하는 것이 가능한 일일까? 원칙적으로는 불가능합니다. 하지만 절대로 불가능하다는 말은 할 수 없죠. 19세기의 과학은 사람은 결코 하늘을 날 수 없다고 말하지 않았습니가? 앞으로 어떤 영감과 기발한 아이디어가 나타날지는 모르는 일입니다. 제임스: 공상과학 소설들을 보면 기발한 아이디어와 많은 영감들을 발견할 수가 있습니다. 시간 여행에 관해 가장 유명한 소설은 H. G. 웰스의 <타임 머신>(1895)일 겁니다. 말 그대로 타임 머신을 타고 시간여행하는 것을 다룬 최초의 소설이죠. 그가 상상했던 것 중 현실세계에서 실현된 것도 있는데, 예컨대 동력 비행기구 같은 것은 나중에 실제로 발명되었죠. 이 같은 웰스의 혁신적인 아이디어는 현대에 와서 <백 투 더 퓨처>나 <닥터 후> 같은 시간여행 픽션으로 이어졌습니다. 그런데 시간여행을 다룬 다른 많은 소설들은 사건의 인과관계가 시간순을 따라 전개되지는 않는 것 같아요. 바우어: 문학적인 장치는 늘 상상으로 어떤 것이나 가능하지만, 문제는 실제로 시간여행이 가능한가 하는 것입니다. 아인슈타인의 이론에 따르면 시간은 늘어나거나 짧아질 수도 있습니다. 하지만 인과관계를 뒤집어엎을 수는 없죠. 예컨대 피살자가 눈을 감는 순간 자신의 삶이 불꽃처럼 눈앞을 지날 수가 있지만, 그 삶이 죽음 후에 올 수는 없는 것과 마찬가지죠. 그러나 일례로 <터미네이터>를 보면 미래의 인류 문명이 과거로의 시간여행을 해서 사이보그가 새러 코너를 죽이는 것을 막아내는 장면이 있어요. 이는 인과관계를 뒤틀어버리는 결과가 됩니다. 회전하는 블랙홀의 내부는 시간과 공간이 뒤섞여 인과관계가 무너질 수도 있다고 하는데, 나는 아직까지 미래에서 온 누구도 아직 만나본 적은 없습니다. 세계선(world line)이 고리처럼 휘어진다면 오랜 미래로부터 새로운 미래가 탄생할 수 있을지도 모릅니다. 그러면 동시에 평행우주가 존재하게 될 겁니다. 통상적인 시각에서 보면, 과거의 시간으로 거슬러올라간다는 것은 터무니없는 아이디어로 비칠 겁니다. 그러나 현대의 양자역학의 해석을 보면, 많은 갈래로 나누어진 평행우주가 공존하는 것을 제시하고 있어요. 이 수많은 미래들은 동시에 존재합니다. 우리는 그중 오로지 한 우주만을 인식할 뿐이란 거죠. 이러한 관점에서 보면 시간여행이 불가능하다고만은 할 수 없어요. 고리처럼 휘어진 세계선은 또 다른 가능성의 미래를 탄생시키기 때문이죠. 제임스: 학문적인 여러 분야에 대한 토론에서 시간여행이 하나의 메타포로서 다양한 기능을 하는 것이 내게는 무엇보다 매력적인 것으로 받아들여집니다. 역사와 고고학이 가장 명백한 사례일 겁니다. 그러나 최근의 한 프로젝트에서 나는 큰 영감을 얻었는데, 그것은 자적적인 기억을 다루는 심리학 분야의 작품에 관련된 것입니다. 서사는 이제 문학이나 여타 종류의 텍스트만의 전유물은 아닙니다. 인간의 자의식은 시간의 흐름 속에서 획득된 자신의 경험을 서술함으로써 형성된다는 것은 이미 지금까지 논의되어 왔던 부분이죠. 기억과 미래에 대한 계획은 일종의 ‘심리적인 시간여행’이죠. 이것이 우리의 정체성을 구성하는 것입이다. 찰스 디킨스의 ‘크리스마스 캐럴’을 문학적인 예로 들어보고 싶습니다. 스크루지는 과거의 자아에게로 시간여행을 합니다. 이를통해 보다 나은 미래의 자기 삶을 바꾸는 원동력을 얻습니다. 우리는 미래의 크리스마스에 여전히 경멸스럽고 하찮은 수전노인 스크루지와 소설의 끝부분에 나오는 사랑스럽고 행복한 스크루지를 같이 그려볼 수 있습니다. 이는 또 다른 의미에서 평행우주에 사는 두 명의 스크루지라 할 수 있지 않을까요. 바우어: 문학적인 아이디어를 과학의 세계에 접목시키다는 것은 분명 매력적인 일입니다. 평행하는 두 개의 미래는 언젠가 모두 동등한 실제임이 증명될 것으로 봅니다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

병에 걸리지 않고 건강하게 오래 사는 ‘불로장생’은 인류가 꿈꿔 온 오랜 소망입니다. 신하들에게 불로초를 찾아오게 한 중국의 진시황뿐만 아니라 중세시대 연금술사들이 만들어 내고자 했던 ‘철학자의 돌’도 불로장생을 위한 인간의 열망을 드러낸 사례입니다. 오스카 와일드의 ‘도리언 그레이의 초상’, 브램 스토커의 ‘드라큘라’ 등 문학작품들도 영원한 젊음에 대한 갈망을 드러낸 것이라는 평가를 받습니다. 17세기 독일 의학자인 안드레아스 리바비우스는 젊은이의 피를 노인 혈관에 직접 연결해 수혈하면 회춘이 가능하다는 주장을 펴기도 했습니다. 혈액형이라는 문제를 고려하지 않아서 수많은 사람이 이렇게 젊음을 찾다가 죽음에 이르렀습니다. 실제로 2014년 미국 스탠퍼드대 연구팀이 ‘병체결합’이란 방법으로 젊은 쥐와 늙은 쥐의 혈관을 하나로 연결해 늙은 쥐가 젊어지는 것을 발견했습니다. 또 지난 4월 이 연구팀은 신생아의 제대혈에서 수집한 혈장을 늙은 쥐에게 주입해 기억력과 판단력 등 뇌 기능이 전반적으로 향상됐다는 연구 결과를 발표하기도 했습니다. 노화와 젊음의 열쇠는 ‘텔로미어’라고 부르는 염색체 말단 부위에 있다고 합니다. 텔로미어의 길이가 짧아질수록 노화가 진행되기 때문에 짧아지는 속도를 늦추거나 길게 연장시키면 오래 살 수 있다는 설명도 됩니다. 남은 수수께끼는 여성과 남성의 평균수명 차이였는데, 한 국제 공동연구진이 남성의 평균수명을 10년 정도 더 늘릴 수 있는 유전자를 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 16일자에 발표했습니다. 이 연구진에는 미국 뉴욕 알베르트 아인슈타인 의대, 하버드대 인간진화생물학과, 버몬트대 의대, 메릴랜드대 의대, 워싱턴대 공중보건대, 프레드 허친슨 암연구센터, 국립보훈병원, 프랑스 파리남부대 의대가 참여했습니다. 연구팀은 많은 동물에서 몸집과 수명이 밀접한 관계가 있다는 사실에 주목했습니다. 그래서 사람에게서도 몸을 자라게 만드는 물질, 즉 성장호르몬에 관심을 가졌죠. 그 결과 연구팀은 ‘d3-GHR’이라는 성장호르몬 수용체 유전자가 남성의 평균수명을 10년 정도 늘리는 데 도움을 주는 핵심 유전자라는 것을 알게 됐습니다. 연구팀은 841명을 대상으로 성장호르몬 수용체 유전자를 분석했는데 장수하는 남성 가운데 d3-GHR 유전자에 돌연변이를 가진 사람이 많다는 것을 발견한 것이죠. 성장호르몬 수용체는 성장호르몬 신호를 증폭시켜 키를 크도록 만드는 역할을 하는데 이 수용체에 돌연변이가 생기면 성장 속도가 더뎌집니다. 대신 장수할 수 있게 되는 것이지요. 이런 유전자는 여성에게도 있지만 별다른 영향을 미치지 않는다고 합니다. 이처럼 성장호르몬과 장수와의 연관성을 찾은 연구는 처음이라고 합니다. 요즘 우리 남녀 청소년들의 평균 키는 매년 증가세를 보이고 있어 작은 키를 가진 아이들의 부모는 고민이 큽니다. 좀더 지켜봐야 하나, 성장호르몬 주사라도 맞혀야 하나 이런 고민입니다. 아이에게 성장호르몬 주사를 놓는 선택을 하는 경우도 많죠. 그렇지만 이번에 연구를 주도한 질 아츠몬 알베르트 아인슈타인대 교수는 “나라면 성장호르몬 주사를 반대할 것”이라고 단호하게 말합니다. 오래 살 수 있는 기회를 왜 부모가 앞장서서 굳이 차 버리냐는 의미인 것 같기도 합니다. edmondy@seoul.co.kr

사주나 별자리 운세처럼 태어난 시각을 따져서 사람의 미래를 예측하는 방식은 동서양을 막론하고 그 역사가 길다. 정말 과거와 현재가 정해지면 미래는 그에 따라 정해지는 걸까. 고전물리학의 ‘결정론’ 관점에서는 움직이는 물체의 초기 조건과 그 위에 작용하는 힘을 알면 미래에 어디에서 어떤 속도로 움직이고 있을지 완벽히 알 수 있다. 그래서 20세기에 양자역학이 출현하면서 나온 불확정성의 개념은 아인슈타인 같은 대가조차도 혼란에 빠뜨렸다. ‘신은 주사위 놀음을 하지 않는다’는 유명한 말은 이 혼란을 표현한다. 혼돈이론(chaos theory)은 아주 달라서 고전적인 결정론과 대립하지 않는다. 시작의 미미한 차이가 결과의 작은 차이로 귀결된다는 오랜 통념은 오해라고 말한다. 이런 혼돈계는 쉽게 만들 수 있다. 유리로 만든 축구공 4개를 탁자 위에 옹기종기 모아 둔다. 레이저 포인터로 빛을 공 하나에 쏜다. 빛은 이 공 저 공에 반사되며 궤적을 만드는 데 대개는 반사를 거듭하다 밖으로 사라진다. 하지만 아주 드물게 빛은 공 사이에서 반사를 거듭하며 영원히 공 네 개 사이에 잡혀 있기도 한다. 수학 계산으로 그런 특이한 출발점을 미리 알아낼 수도 있다. 그러니까 그 특별한 지점에서 빛을 쏘면 빛은 무한히 반사를 거듭하며 제한된 공간에 머무른다. 이제 포인터를 아주 조금 움직인다. 그럼 반사의 경로가 바뀌어서 빛의 궤적이 바뀐다. 빛의 출발 지점을 아주 미세하게 움직여도 빛의 궤적은 완전히 달라진다. 시작할 때의 미미한 차이가 종국에는 전혀 다른 결과를 만들어 내는 고전적인 혼돈계의 예다. 시간을 소재로 한 2004년 영화 ‘나비 효과’에서 불행했던 과거 때문에 고통받던 주인공은 우연히 시공간 이동의 통로를 발견하고 과거로 되돌아가 불행한 과거를 고쳐 나간다. 그러나 과거를 바꿀수록 더욱 충격적인 현실이 그를 기다리고 현재는 예상치 못한 파국으로 치닫는다. 하나를 조금 바꾸면 모든 것이 바뀐다는 메시지랄까. 영화 소개에는 ‘나비의 날갯짓이 지구 반대편에선 태풍을 일으킬 수도 있다’는 글이 등장해 영화 제목의 유래를 추측하게 한다. 처음에 어떤 선택을 했느냐에 따라 전혀 다른 인생을 살게 된다는 뜻이다. 나비효과라는 표현을 처음 사용한 것은 미국의 수학자이자 기상학자인 에드워드 로렌츠였다. 1961년에 컴퓨터로 방대한 수치 기상 계산을 하던 중 잠시 쉬려고 계산 결과를 출력했다. 휴식 뒤에 출력된 숫자를 입력하고 나머지 계산을 했다. 얼마 뒤에 같은 계산을 중간 휴식 없이 다시 했는데 그 결과가 너무 달랐다. 입력이 같으면 결과도 같아야 하는데…. 혼란에 빠진 그는 결국 휴식을 위해 잠시 계산을 멈추었을 때 0.506127이라는 출력 결과를 0.506이라고 기록한 게 문제였음을 발견했다. 이 두 숫자의 미미한 차이가 전혀 다른 결과를 만든 것이다. 1963년 논문에 이어 1972년 AAAS 강연에서 나비효과라는 표현으로 자신의 발견을 소개했다. 프랙털 이론에 등장하는 줄리아 집합은 시작할 때의 미미한 차이가 종국에는 전혀 다른 결과를 만들어 내는 구체적인 실례다. 만델브로는 정성적 묘사의 수준을 넘어서 복소 함수를 사용한 엄밀한 이론을 탄생시켰다. 불규칙과 무질서가 자연의 본질에 더 가깝다는 것을 보여 주는 혼돈이론이나 복잡계이론 같은 분야는 시작은 수학자의 사유에서 출발했지만, 사회과학과 정보통신에까지 큰 영향을 미치며 영역을 확대하는 중이다.

아인슈타인이 예견한 중력렌즈 현상으로 천체의 질량을 구할 수 있는 새로운 측정기법이 개발되었다고 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 지난 7일(현지시간) 보도했다. 뜨거운 가스 공인 별들은 지구로부터 수십억 킬로미터 떨어져 있다. 그래서 아무리 배율 높은 망원경으로 보아도 하나의 빛점으로밖엔 안 보인다. 반면에 가까운 거리에 있는 행성들은 원판으로 보인다. 새 연구결과에 따르면, 천문학자들은 별의 진화과정에서 종착역에 다다른 '백색왜성'의 질량을 정확히 측정할 수 있는 기법을 개발했다고 한다. 몇 광년이나 떨어진 곳에 있는 불타는 가스 공의 무게를 대체 어떻게 잴 수 있을까? 테리 오스월트 엠브리리들 항공대학 공학 물리학과 교수는 최근 ‘사이언스’에 백색왜성의 질량 측정법에 관한 글을 기고하면서“천문학자들이 별이나 행성, 그리고 은하들의 질량을 잴 수 있는 유일한 방법은 천체들의 중력 상호작용을 이용한 것”이라고 설명했다. 목성 궤도를 도는 위성의 경우, 위성의 궤도에 미치는 목성의 중력을 측정하면 그 질량을 구할 수 있다. 이 같은 방법은 별의 질량 측정에도 적용된다. 우리 은하의 다른 쪽에 있는 모항성의 둘레를 공전하는 행성이 모항성을 끌어당길 때 모항성은 미세한 속도 변화를 보이는데, NASA의 케플러 우주망원경 같은 민감한 장치는 그러한 행성까지 관측할 수 있다고 오스월트 교수는 밝혔다. 이 같은 속도변화를 측정하면 그 별의 질량을 알 수 있다. 쌍성의 경우처럼 두 별이 서로의 둘레를 공전할 때, 천문학자들은 스피드건의 원리인 도플러 효과를 이용해 별들의 공전속도를 알아낼 수 있다. 속도위반을 찍어 벌금 딱지를 날리는 데 사용되는 도로의 감시 카메라도 이 원리를 장착한 것이다. 그는 “별빛의 스펙트럼을 이용해 그 별의 질량을 간접적으로 측정하는 몇 가지 방법도 있지만 그 별의 대기 모델을 정확히 알아야만 가능한 방법인데, 사실 그걸 알기란 불가능한 일”이라고 덧붙였다. 지난 7일자 ‘사이언스’ 온라인판을 통해 발표한 새로운 측정기법은 망원경으로 관측하기 어려운 별과 다른 천체들, 곧 희미한 백색왜성, 블랙홀, 항성계에서 튕겨저나온 떠돌이 행성 등의 질량을 측정할 수 있는 기술이다. 볼티모어 소재의 우주망원경연구소 천문학자들이 주도한 이 연구는 연구자들이 가까운 백색왜성 스타인 2051 B(Stein 2051 B)의 질량을 측정하는 것을 시연해 보였다. 이 새로운 기법은 별빛이 중력에 의해 받는 영향을 이용한 것이다. “아인슈타인의 유명한 방정식 E =mc^2은 질량과 에너지는 같은 것임을 나타낸 것입니다. 빛은 아주 작은 에너지 조각입니다. 그런데 중력에도 영향을 받습니다.” 오스월트 교수의 설명이다. 아인슈타인은 빛도 강한 중력장을 지나올 때 약간 휘어질 것이라고 예측했다. 예컨대, 먼 별빛이 큰 질량을 가진 천체 옆을 자날 때는 경로가 휘어진다는 것이다. 오스월트 교수는 “백색왜성의 뒤쪽 일직선상에 있는 별빛이 지구까지 오면서 약간 경로가 휘어지는 바람에 별은 실제 위치보다 그만큼 다른 곳에 있는 것처럼 보이게 된다. 그래서 백색왜성은 배경의 별을 천천히 가로지르게 되는데, 그 결과 배경의 별이 작은 고리를 그리는 것처럼 보인다”고 밝힌다. 그는 또한 “기본적인 아이디어는 배경 별의 위치변화는 백색왜성의 중력, 곧 질량과 직접 연계되어 있다는 것”이라면서 “그 둘의 함수관계를 밝히면 백색왜성의 질량이 구해진다”고 덧붙였다. 중력에 의해 별빛이 휘어지는 현상을 중력렌즈 효과라 하는데, 이는 아인슈타인이 예측한 것으로, 1919년 태양이 개기일식을 맞을 때 영국의 천문학자 에딩턴이 태양 옆을 지나는 별빛을 측정함으로써 사실로 입증되었다. 심우주에 있는 은하들의 경우, 빛이 오는 경로상에 거대한 질량체가 있으면 빛이 크게 휘어져 고리처럼 보이기도 하는데, 이를 아인슈타인의 고리(Einstein ring)라 한다. 실제로 스타인 2051 B 백색왜성처럼 가까운 거리에서 중력렌즈 현상을 관측할 수 있는 경우는 아주 드물지만, 유럽우주기구(ESA)의 가이아 관측위성 같은 것을 사용하면 이러한 중력렌즈 현상을 보이는 천체들을 더욱 많이 관측할 수 있을 것이며, 그에 대한 연구도 더욱 활발해질 것으로 오스월트 교수는 기대하고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

공학을 생각한다/헨리 페트로스키 지음/박중서 옮김/반니/400쪽/1만 8000원사람들은 대부분 과학과 공학을 제대로 구분하지 못한다. 그러면서도 공학을 과학에 비해 낮춰 보는 경우가 많다. 공학자의 작업은 보이지 않는 곳에서나, 다른 전문가와 공조해 이뤄지기 때문에 수많은 공학적 업적이 독자적으로 인정받는 경우가 드물다. 또 과학적 추구는 고상하고, 공학적 업적은 실용적이라는 선입견 때문에 과학이 상대적으로 높게 평가되는 것이다. 과연 그럴까? 세계적인 공학자인 헨리 페트로스키 미국 듀크대 교수의 저서 ‘공학을 생각한다’는 과학의 뒤에 가려져 제대로 평가받지 못하고 주목받지 못하는 공학의 역할과 의미를 조명한다. 미항공우주국 산하 제트추진연구소 탄생의 주역인 로켓과학자 시어도어 폰 카르만은 “과학자는 이미 있는 것을 연구하는 사람이고, 공학자는 결코 없었던 것을 창조하는 사람”이라고 규정했다. 지금은 과학이 공학보다 우월하다는 고정관념이 있지만 과학과 공학의 경계는 늘 모호했다. 현대물리학의 선구자 아인슈타인은 과학자인 동시에 열성적인 발명가였다. 아인슈타인은 후배 과학자 레오 실라르트와 함께 열역학 원리를 이용해 1926년 부탄을 냉매로 사용하는 비기계식 냉장고를 개발해 독일 특허를 받았고, 1930년엔 영어권 국가에서도 특허를 받았다. 그는 기술과 과학을 가르는 뚜렷한 선은 결코 존재하지 않는다고 믿었다. 과학자의 임무가 문제를 확인하는 것이라면 공학자는 그 문제를 해결하는 임무를 부여받는다. 연구와 개발은 과학과 공학의 또 다른 이름이다. 과학은 연구하고, 공학은 개발한다. R&D는 토머스 에디슨이 최초의 산업적 연구 실험실을 세운 데서 비롯됐다. 초기의 실험실은 기초 과학 혹은 기초 연구에는 별 관심이 없었고 제품 개발과 재료 실험을 선호했다. 책은 우리의 삶과 세상을 변화시키고 문제를 해결하는 것은 공학이라고 강조한다. 또한 공학적 문제 해결에 과학이 응용되는 경우가 많지만 반드시 공학이 과학에서 도출되는 것은 아니며 오히려 많은 기술의 진보가 순수하게 공학적 업적에서 비롯된 것이라고 밝힌다.컴퓨터와 같은 공학적 도구의 발명은 과학의 발전을 이끌었으며 증기기관은 열역학이 정립되기 전에 사용됐다. 마르코니는 물리학자들이 불가능하다고 했던 무선통신을 거듭된 실험을 통해 발명했고, 라이트 형제는 항공역학이 나오기 전에 비행기를 발명했다. 로켓 과학은 로켓의 설계와 성공적인 비행이 이뤄진 이후에 나왔다. 2차대전 당시 원자폭탄을 개발한 맨해튼 프로젝트와 소련의 인공위성 기술을 따라잡기 위한 미국의 아폴로 계획도 엄밀하게 말하면 공학적 노력의 결과라고 책은 주장한다. 실험물리학의 성과인 유럽입자물리학연구소의 입자가속기를 이용한 힉스입자의 발견이나 인체게놈프로젝트도 수천명의 공학자가 참여한 덕분에 이뤄진 결과로 볼 수 있다. 과학과 공학의 우열을 가리는 것이 이 책의 목적은 결코 아니다. 환경파괴나 기후변화, 소행성 충돌과 같은 전 지구적 문제가 대두된 오늘날 이를 해결하는 과정에서 과학과 공학은 서로의 중요성을 이해하고 존중하고 협력해야 한다는 게 책의 핵심이다. 저자는 “과학과 공학, 과학자와 공학자 간의 차이를 명확히 하기 위한 것”이라고 밝히면서 “그 차이를 충분히 이해하고 나면 전 지구적으로 처한 위험의 관리라든지 연구와 개발을 위한 자원의 배분 같은 공공 정책의 문제를 더 현명하게 판단하고 결정할 수 있을 것”이라고 강조한다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

27일 경기도 고양시 한화 아쿠아플라넷 일산 내 밀랍인형 전시관 ’얼라이브 스타’에서 직원들이 아인슈타인을 비롯한 해외 유명인사 밀랍인형들과 함께 투표 독려 캠페인을 벌이고 있다. 아쿠아플라넷 일산은 투표를 독려하기 위해서 5월 9일 투표일에 투표 인증샷을 찍어서 현장 매표소에 보여주면 ’얼라이브스타’ 50퍼센트, 종합권 30퍼센트 할인 혜택을 제공한다. 손형준 기자 boltagoo@seoul.co.kr

27일 경기도 고양시 한화 아쿠아플라넷 일산 내 밀랍인형 전시관 ’얼라이브 스타’에서 직원들이 아인슈타인을 비롯한 해외 유명인사 밀랍인형들과 함께 투표 독려 캠페인을 벌이고 있다. 아쿠아플라넷 일산은 투표를 독려하기 위해서 5월 9일 투표일에 투표 인증샷을 찍어서 현장 매표소에 보여주면 ’얼라이브스타’ 50퍼센트, 종합권 30퍼센트 할인 혜택을 제공한다. 손형준 기자 boltagoo@seoul.co.kr

브라질의 한 여성이 역사적인 순간이나 역사에 이름을 남긴 위인의 흑백사진을 컬러사진으로 만들어 공개해 화제가 되고 있다. 화제의 주인공은 21세 여성 마리나 아마랄. 현재 디지털 컬러리스트로서 활동하고 있는 아마랄은 지금까지 존 F. 케네디 전 미국 대통령과 세계적인 과학자 알베르트 아인슈타인, 윈스턴 처칠 전 영국 총리, 체 게바라, 그리고 마틴 루터 킹 목사 등 유명인사들의 흑백사진에 생명을 불어넣었다. 그녀가 자신의 페이스북 페이지에 공개한 일련의 사진을 보면, 빛바랜 흑백사진에 색이 더해지자 마치 이들 인물이 되살아난 듯한 느낌을 준다. 사실, 그녀는 이런 작업을 취미 삼아 시작했지만, 점차 시간이 갈수록 사람들에게 사진 보정 및 수정 전문가로서 주목받기 시작했다고 한다. 실제로 그녀의 작업은 사진 한 장에 수백 개의 레이어를 생성해서 하나하나 정성스럽게 손질해야 하는 것이어서 정신이 몽롱해질 정도라고 한다. 그렇지만 이런 작업을 통해 역사적 순간의 사진을 되살려내 보람도 있다고 그녀는 말한다. 또한 그녀는 케네디 대통령의 암살범인 리 하비 오스왈드의 체포 당시 모습이나 아우슈비츠 강제 수용소에 있던 14세 폴란드 소녀 등 충격적인 사진에도 색을 입히고 있다. 그리고 이렇게 만든 사진을 하나로 모아 유튜브에 영상으로 공개하는 것으로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

●‘꿈의 신소재’ 그래핀으로 투명전극 개발 한국전자통신연구원(ETRI·원장 이상훈) 유연소자 연구그룹이 기존 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 전극으로 많이 쓰이는 인듐주석산화물 대신 ‘꿈의 신소재’ 그래핀으로 투명전극을 만드는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 그래핀 투명전극을 큰 면적의 기판에 정확한 치수와 형태로 패터닝하는 공정도 개발했다. 그래핀 전극과 휘거나 접을 수 있는 유연 기판을 결합하면 옷이나 피부 등에 부착하는 기기에 활용할 수도 있다. 이번 기술은 이달 초 스페인 바르셀로나에서 열린 ‘그래핀 2017’에서 공개됐다. ●극저온 양자 기체로 우주생성 원리 규명 서울대 물리천문학부 우베 피셔 교수팀은 극저온 양자 기체가 절대 0도(영하 273.15도)까지 냉각될 경우 나타나는 ‘보스-아인슈타인 응축’ 원리를 활용해 초기 우주상태를 실험적으로 확인할 수 있는 방법을 찾아냈다. 이 원리는 다양한 종류의 입자가 하나의 양자상태에 놓이는 현상을 말한다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최신호에 발표됐다. ●내일 정부출연연구기관 ‘과학기술한마당’ 국가과학기술연구회(이사장 이상천)가 13일 세종시 세종국책연구단지 연구지원동에서 ‘제3회 출연연 과학기술한마당’ 행사를 연다. 정부출연연구기관들 간 소통과 융합의 범위를 넓히고 과학에 대한 국민적 관심을 높이고자 진행한 행사다. 올해는 ‘다름이 모여 대한민국 희망을 열다’를 주제로전시회와 ‘오픈 포럼’ 등을 연다.

슈퍼인텔리전스/닉 보스트롬 지음/조성진 옮김/까치/548쪽/2만 5000원 지난해 7월 미국 뉴욕에서 열린 AGI(강인공지능)·ASI(초인공지능) 국제학회. AGI 개발을 지지하는 한 과학자가 AGI 개발 중단을 촉구하는 발제에 “어떻게 일어나지도 않을 그런 바보 같은 주제를 연구할 수 있느냐”고 반박한다. 그 과학자는 “인간들이 좀더 똑똑해지면 돌아오겠다”며 학회장을 박차고 나가버렸다. 미래학자 정지훈 경희사이버대 교수의 현장 목격담이다.인공지능(AI)이 구현할 인류의 미래 전망은 첨예하게 엇갈린다. 손정의 소프트뱅크 회장 같은 이는 지난 2월 스페인 바르셀로나의 ‘모바일 월드 콩그레스(MWC) 2017’ 기조연설을 통해 “30년 내 인간의 뇌를 능가하는 슈퍼 인텔리전스(초인공지능)가 등장하고 인류 문명을 위협하는 감염병, 핵전쟁 등의 위험을 막는 해결책이 될 것”이라고 역설했다. 그 반대 지점에는 인류 존재에 대한 디스토피아적 관점이 있다. 대표적 인물이 영국 옥스퍼드대 인류미래연구소장인 닉 보스트롬이다. 그가 2014년 출간한 ‘슈퍼인텔리전스-경로,위험,전략’은 AI에 대한 세계적 논의의 기폭제가 된 책으로 꼽힌다. 빌 게이츠가 AI의 미래를 전망하기 위해 반드시 읽어야 할 책으로 꼽아 화제가 됐다.저자는 AI 중에서도 ASI 출현 이후의 미래상에 초점을 맞춘다. 당대 인류가 놀라워하는 AI는 ‘ANI’(Artificial Narrow Intelligence·약인공지능)이다. 이 수준만으로도 이미 체스, 오셀로, 바둑 등 인류 고유의 두뇌 게임에서 인간을 뛰어넘었다. 과학계가 개발에 집중하는 AI는 그보다 월등한 ‘기계 두뇌’ AGI와 ASI다. 책의 관점은 인류 손으로 만든 ‘초지능’적 존재를 통제할 기회는 단 한 번뿐이며, 그 기회를 잡기 위해 인류가 할 수 있는 일들이 무엇이냐는 데 있다. 저자는 기존 학계 용어인 ‘싱귤래리티’(기술적 특이점) 개념이 아닌 ‘지능 대확산’이라는 개념으로 기계지능 혁명에 접근한다. 인류 전 개체의 지능지수 분포도에서 ‘동네 바보’와 ‘아인슈타인’의 지능 차이는 대단하지 않은 것처럼 여겨진다. AI 역시 그렇다. 쥐에서 침팬지 수준으로 나아가더라도 여전히 멍청하다고 여기지만, 동네 바보와 아인슈타인 사이의 아주 좁은 간격을 넘는 순간 급작스럽게 도약하게 될 것이라는 설명(인공지능 이론가 엘리저 유드코프스)이다. 저자에 따르면 초지능의 개발 경로는 인간 뇌를 모형화하는 ‘전뇌 에뮬레이션’, 인위적으로 인간 지능 자체를 높이는 ‘반복적인 배아 선별 기술’, 인간과 기계의 결합인 ‘사이보그화’ 등 세 갈래다. 이들 방식 모두 인간을 매개로 한다는 점에서 초지능의 창조주는 단연코 인류다. 초지능의 출현은 그 속도 면에서 빠른 도약이든 중간 속도의 도약이든 차이는 있을지언정 도약 자체는 의심하기 어려워 보인다. 이 대목에서 고민할 지점은 초지능이 인간 집단의 지지를 얻어 스스로 지능을 강화하든, 역으로 해킹을 통해 인류가 가두어 둔 ‘모래상자’를 탈출하든, 인류에 대해 협조적이고 윤리적이겠냐는 측면이다. 책에 예측된 복잡한 시나리오를 보면 분명한 건 ‘잠재적 위험’의 존재다. 초지능이 지구 모든 생명체의 미래를 좌지우지할 가능성, 즉 ‘존재적 재앙’을 일으키지 않을 것이라고 믿을 상당한 근거는 없다고 저자는 지적한다. 단순한 예를 들면 이것이다. 인간은 초지능의 최종 목표로 “인류가 행복해지도록 하라”라고 프로그래밍한다. 초지능은 “인간 뇌의 쾌락 중추에 전극을 이식해 자극한다”로 과제를 수행한다. 이는 인간이 초지능에 기대하는 최종 목표가 알고리즘상에서는 다른 방식으로 얼마든 왜곡될 수 있다는 점을 가리킨다. 이 밖에 하나의 초지능만 개발되는 게 아니라 여러 초지능이 동시 다발적으로 개발될 가능성, 다수의 서로 목표가 상충하는 초지능 간에 일어날 수 있는 결말도 다룬다. 저자의 우려는 극단적으로 여겨지거나 편향적이라는 공격을 받을 수 있다. 하지만 인공지능에 대해 낙관하며 인류의 미래를 기계에 의존하기에는 불안한 게 사실이다. 닉 보스트롬은 “초지능은 현재 준비되지 않은, 한동안 힘겨운 목표이긴 하지만 인간은 폭탄을 가지고 노는 작은 어린아이들 같은 존재이며, 언제 폭발이 일어날지조차 거의 예측이 불가능하다”고 말한다. 문제는 “폭탄을 손에 쥔 아이는 한 명이 아니라 다수이며, 몇몇 바보 같은 녀석들이 무슨 일이 벌어질지 보려고 점화 버튼을 누를 수 있다”(456~457쪽)는 것이다. “이 책을 쓰는 것 자체가 상당히 어려웠다”는 저자의 말마따나 현재의 첨단 기술과 각종 가설, 철학적 사유와 도덕률이 얽혀 읽기는 쉽지 않다. 하지만 저자의 사유와 통찰, 그리고 기술적 관점의 신중함은 경이롭고 탁월하다. 안동환 기자 ipsofacto@seoul.co.kr

귀여운 다섯 살 소녀가 과학자 알버트 아인슈타인과 같은 고충을 안고 있어 화제다. 지난 2일(현지시간) 데일리메일, 더썬 등 현지외신은 희귀한 유전질환으로 인해 부스스한 머리모양을 갖게 된 한 소녀의 사연을 소개했다. 바로 그 주인공은 영국 더비 출신의 라일라 그레이스 바로우. 라일라의 머리 스타일은 좀 남다르다. 항상 머리털이 솜털같이 모로 서 있고, 잘 가라앉지도 않아서 ‘솜사탕 꼬마’라고 불린다. 이는 전세계적으로 겨우 100명 정도에게만 나타난다는 ‘엉킴털 증후군’ 때문이다. 독일 본 대학병원의 과학자들 연구에 따르면, 엉킴털 증후군은 3개의 유전자(PADI3, TGM3 and TCHH) 중 하나의 유전자에 돌연변이가 발생해 일어난다고 한다. 돌연변이 유전자는 머리 모양과 세기, 모낭 등 머리카락의 구조를 변화시킨다. 원래 라일라는 한 올의 머리카락도 없이 태어났다. 1년 반이 지나자 희미하게나마 잔털이 돋아나기 시작했지만 부드러운 아기 머리털과는 촉감부터 다른 쭈뼛쭈뼛하게 선 거친 머리털들이었다. 부모는 아이의 머리카락이 위로 뻗고 있다는 사실을 알아차렸지만, 모두들 단지 아기머리일 뿐이라며 걱정하지 말라고 해서 그냥 내버려뒀다. 그랬더니 머리가 점점 말을 듣지 않는 상태가 됐다. 가족들 모두 어두운 색에 가까운 생머리인데 반해 라일라만 금발의 뻣뻣하게 헝클어진 머리였다. 아이의 머리카락을 길들여보려 수많은 헤어제품을 사용해보고, 얽히고 설킨 머릿단을 풀기 위해 빗질하는데만 몇시간 공을 들이기도 했다. 그러나 소용 없었다. 엄마 알렉스(28)는 “라일라가 어렸을 때, 머리가 바짝 서 있곤해서 빗질을 할 때마다 아이가 울었다. 가끔 아이의 머리를 다 밀어버리고 싶을 때도 있었다”며 당시 심정을 토로했다. 이어 “일부 사람들은 웃거나 아침에 일어났을 때 자신들의 머리상태와 똑같다고들 얘기한다. 한 디자이너는 '아이의 머리틀 탈색한 적이 있냐?'면서 '이런 머리를 본적이 없어서 어떻게 해야할지 모르겠다' 말하기도 했다”고 전했다. 엄마 알렉스에 따르면, 엉킴털 증후군이라하면 단순히 지저분한 머리카락을 가지고 있다고 여길지 모르지만 사실은 머리카락 하나하나가 유리 섬유 같다고 한다. 그러나 현재 부부에겐 라일라의 머리가 그 무엇과도 바꿀 수 없을 만큼 소중하고 특별하다고. 특히 곱슬곱슬한 머리로 잘 알려진 아이슈타인도 같은 고충을 겪었다고 들어서 더 뜻깊다고 느낄 정도다. 부부는 “우리 딸과 같은 머리카락을 가진 사람을 실제로 본 적이 없다. 우리는 딸에게 아주 희귀한 아름다움을 가졌다고 일러주며 자신의 상황을 기꺼이 받아들일 수 있도록 말해준다. 지금 생각하면 독특한 머리카락이 라일라의 재밌고도 엉뚱한 성격과 완벽하게 맞아 떨어지는 것 같아서 굉장히 뜻깊다”고 설명했다. 앞으로도 라일라의 엄마아빠는 현재보다 더 조심스럽게, 다른 아이들보다 더 많은 사랑으로 라일라를 키울 생각이다. 한편 엉킴털 증후군에 대해 피부과 전문의 앤드류 메신저는 “38년 전문의를 지내면서 단 3건의 경우를 본 적이 있다. 그것도 모두 아이들에게서 나타났다. 애석하게도 영국이나 다른 어느곳에서도 이 증후군에 관한 치료방법이 전무한 상황이다”라며 아쉬움을 드러냈다. 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

1927년 호기심에 가득 찬 25세의 청년은 당시 이미 유명한 아인슈타인의 상대성 이론에 많은 흥미를 느끼고 있었다. 또 이 청년은 당시 막 떠오르기 시작한 양자역학에도 관심이 컸다. 미시의 세계에 대한 새로운 이론을 향한 호기심이었다. 그는 어느 날 매우 단순한 질문을 한다. “두 이론을 함께 적용하면 어떤 일이 있을까?” 그는 몇 달 동안 이 문제를 고민하다가 매우 간단한 방정식을 발견한다. 1928년 초 청년 디랙은 이와 관련한 논문을 발표한다. 디랙 방정식은 전자의 상대론적, 양자론적 성질을 보여 주는 것이었다. 이 방정식에서 새로운 또 한 가지 사실이 도출됐다. 전자와는 전하가 반대이고 이제까지 발견된 적이 없는 새로운 반물질의 존재였다. 이듬해 양전자라 불리는 이 입자는 실제로 발견됐고, 1933년 31세 청년은 노벨물리학상을 받았다. 이 낭만적 과학사에 대해서는 이미 알고 있는 사람도 있을 것이다. 이렇듯 과학에서 창의적 발전 방향에 대해서는 주위에서 예측할 수 없고 연구 성과의 경제적 효용 가치에 대해 연구자 스스로도 알 수 없다. 탄생 90여년이 지난 지금 양자역학은 전 세계 국내총생산(GDP)의 20%에 해당하는 산업을 만들어 냈다. 또 양전자는 암, 심장질환, 뇌질환 진단에 많이 쓰이는 양전자 단층촬영 장치에 응용되고 있다. 창의성 있는 젊은이가 마음껏 자신의 호기심을 추구했을 때 간혹 이런 엄청난 파급효과가 따라올 수 있다.그럼 이런 연구는 어떻게 가능했을까? 사회와 정부는 어떻게 과학을 지원해야 할 것인가? 해답은 비교적 간단한 데 있다. 1919년 노벨물리학상 수상자인 막스 플랑크는 ‘빛의 존재’라는 책에서 “지식이 응용을 선행해야 한다”고 강조했다. 그의 이런 철학은 독일의 최고 연구기관인 막스플랑크연구소의 설립 취지에 분명히 각인돼 있고 덕분에 2차 세계대전 후 거의 20건의 노벨상을 배출할 수 있었다. 아인슈타인을 비롯한 세계 최고 석학들이 거쳐 간 미국의 최고 연구기관인 ‘프린스턴 고등연구소’ 초대 소장을 지낸 에이브러햄 플렉스너는 1939년 ‘쓸데없는 지식의 유용성’이란 글에서 방향을 잃은 듯해 보이지만 거기서 나오는 탐구들이 가장 중요한 연구 결과들을 가져다주고 있음을 강조하면서 효용성을 따져 연구비를 배분하는 것에 대해 강하게 반대했다. 인간의 영혼을 자유롭게 하는 것이야말로 가장 중요하다는 것이다. 이런 논조는 21세기에도 유효하다. 윌리엄 프레스는 2013년 ‘사이언스’에 기고한 ‘과학이 뭐가 그리 특별한가?’라는 글에서 호기심에 기반을 둔 기초과학 연구가 대중의 이익을 위해서도 가장 효과적인 투자라고 주장했다. 우리나라는 어떤가. 창의적 인재들의 호기심에 기반한 기초과학은 국가와 사회에서 지원이 필수적이다. 자체적으로 재원을 마련할 방법이 없기 때문이다. 프린스턴 고등연구소의 경우 백화점 사업으로 크게 돈을 번 기업가 뱀버거가 사재로 만든 연구소다. 그의 이름은 인류에 기여한 공로로 역사에 기록되고 있다. 반면 한국에서는 이런 기업인을 찾기 어렵다. 자신과 가족의 이윤을 위해 불법도 불사하는 기업인이 더 많다. 보다 공적이어야 하는 정부는 아직도 과학을 기술과 묶어 동류로 여기면서 헌법 127조 1항에 ‘국가는 과학기술의 혁신과 정보 및 인력의 개발을 통하여 국민경제의 발전에 노력하여야 한다’고 하는 말처럼 경제 발전의 도구쯤으로 여기고 있다. 과학에 대한 근본적인 시각을 완전히 바꾸고 영혼이 자유로운 창의적 인재들이 마음껏 연구할 수 있는 국가적 인프라를 조속히 구축해야 한다. ‘왜 그럴까’ 하는 질문의 불씨가 계속 타오를 수 있도록 하기 위해서는 과학이 무엇인지 무엇을 추구하는지를 제대로 알 필요가 있다. 새로운 연구 주제로 연구비 지원을 신청하면 사전 연구가 없고 국제 동향과 동떨어져 있다고 거부하는 낮은 수준의 연구 지원 방식은 사라져야 한다.

SF의 힘/고장원 지음/추수밭/460쪽/1만 8000원서구에선 한때 교통사고로 사망한 영국의 다이애나 전 왕세자비가 복제인간으로 길러지고 있다는 소문이 돌았다고 한다. 내용은 이렇다. 1997년 8월 31일 다이애나의 시신을 프랑스에서 영국으로 운반하던 중 한 간호사가 피부조직 일부를 떼어내 과학자에게 거금을 받고 팔았다. 이름을 밝히길 거부한 이 과학자는 세포배양과 복제에 성공했고, ‘그녀’가 20세가 되는 해에 공개하겠다고 장담했다. 그게 올해다. 그의 약속대로 우리는 올해 환생한 ‘그녀’를 다시 만날 수 있을까. 현실에서 진지하게 이런 말을 했다간 ‘미친×’ 소리를 듣기 십상이다. 외국과 달리 우리나라에서 공상과학소설(SF)이란 몽상 또는 부질없는 생각의 총체 정도로 치부되니 말이다. 사실 대다수 신기술은 발명가나 과학자의 머리에서 갑자기 튀어나온 것이 아니다. 많은 이의 오랜 갈망이 여러 사람의 노력으로 현실화된 것이다. 사람들의 머릿속에서 존재하는 아이디어의 원형, 그게 바로 SF다. 새 책 ‘SF의 힘’은 공상을 현실로 바꿔 온 SF의 과거와 현재를 소개하고 있다.영국 작가 허버트 조지 웰스가 1914년 ‘해방된 세계’에서 원자폭탄의 연쇄 핵반응을 다뤘을 때만 해도 아인슈타인 등 물리학자들은 핵폭탄이 가능할 것으로 믿지 않았다. 그로부터 30여년이 지난 1945년 미국은 ‘맨해튼 프로젝트’를 통해 최초의 원폭 실험에 성공했다. 1869년 출간된 쥘 베른의 ‘해저 2만리’는 19세기 말 미 해군이 개발한 기계 동력 잠수함의 모티브가 됐다. 1932년 출간된 올더스 헉슬리의 장편소설 ‘멋진 신세계’는 오늘날 주목받는 인간 복제기술의 기본 원리를 묘사했고, 아서 C 클라크는 1945년 인공위성을 통한 통신 서비스가 가능할 것으로 예견했으며, 아이작 아시모프는 1950년 ‘아이 로봇’에 인공지능 자율주행차를 등장시켰다. 이 밖에도 SF 작가들의 선견지명을 보여 주는 사례는 많다. 이는 SF가 ‘용한’ 점쟁이 식의 예측을 넘어 미래 창조의 통찰력을 지니고 있다는 방증이다. SF의 중요한 덕목은 단순히 미래를 전망하는 것을 넘어 독특한 ‘가정법’을 동원해 우리 자신의 모습을 돌아보도록 유도했다는 것에 있다. 먼 미래에나 가능할 법하다고 여겨 왔던 SF의 상상이 당장 현실화되고 있는 상황에서 우리에게 필요한 것은 내일을 가늠하는 ‘SF의 힘’이다. 과학칼럼니스트이자 SF 평론가인 저자는 우리가 주목해야 할 미래 사회의 핵심 과제를 10가지로 나눠 제시하고 있다. 손원천 기자 angler@seoul.co.kr

별 주변 공간 등을 제외한 우주 대부분은 매우 춥고 진공에 가까운 상태다. 그런데 미항공우주국(NASA)가 이보다 1억 배는 더 추운 장소를 만들기 위해 도전한다. 저온 원자 실험실(CAL·Cold Atom Laboratory)이라고 불리는 이 실험실은 아이스박스처럼 작은 크기지만, 레이저를 이용해서 극단적인 초저온을 만들 수 있다. NASA는 이를 오는 8월 스페이스X의 CRS-12에 실어 국제 유인 우주정거장으로 발사할 예정이다. 이론적으로 생각할 수 있는 가장 낮은 온도는 '절대영도'다. 키나 몸무게가 마이너스가 된다는 것을 상상하기 어려운 것처럼 절대영도보다 낮은 기온 역시 일반적으로 가능하지 않다. 이 온도를 섭씨로 표시하면 -273.15도에 해당한다. 이렇게 저온 상태에서는 초전도 현상처럼 일반적이지 않은 물리적 현상이 발생하기 때문에 과학자들은 더 낮은 온도를 얻기 위해서 많은 노력을 해왔다. 이를테면 절대영도에 한없이 가까운 상태를 추구한 것이다. 저온 원자 실험실은 절대영도에서 불과 10억분의 1에 불과한 극저온 상태를 만들 수 있다. 이 정도까지 온도가 내려가면 보즈-아인슈타인 응축(Bose-Einstein condensates)라는 매우 독특한 현상이 발생한다. 이 상태에 있는 원자들이 모두 같은 양자역학적 상태가 되어 마치 하나의 원자처럼 움직이는 것이다. 그런데 강한 중력이 있는 지구에서는 이 상태가 길어봐야 1초 이상 지속하기 힘들어 상세한 관측이 어렵다. 따라서 NASA는 이 실험 장치를 우주 정거장으로 보내 관측을 시도하는 것이다. 예상대로 된다면 5~10초 정도 관측이 가능할 것이고 앞으로 기술이 발전하면 수백 초 이상 관측도 가능하다. 역시 짧은 시간이지만, 이 정도 시간만 관측할 수 있어도 새로운 현상이 발견될 가능성이 있어 과학계의 이목이 쏠려 있다. 현재 5개의 연구팀이 저온 원자 실험실을 이용한 연구 과제를 신청했으며, 이 중에는 보즈-아인슈타인 응축물을 실제로 만들어내 노벨 물리학상을 받은 에릭 코넬(Eric Cornell)도 포함되어 있다. 우주에서 가장 추운 실험실에서 지금까지 보지 못했던 새로운 현상이 발견될 수 있을지 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

‘작은 과학행성.’ 서울지하철 6호선 상월곡역에 있는 ‘사이언스 스테이션’에 붙은 문구입니다. 생텍쥐페리의 어린 왕자가 사는 ‘작은 행성’이 떠오릅니다. 개관 이틀째인 지난 5일 찾아가보니 더더욱 ‘외롭고 쓸쓸하게 버려진’ 작은 행성의 느낌입니다. ●유동인구 적은 역·주말엔 휴관 사이언스 스테이션을 조성하기 위해 한국과학기술연구원(KIST), 한국창의재단, 미래창조과학부, 서울시, 서울도시철도공사, 서울 성북구 등 6개 기관이 뭉쳤습니다. 개관까지 투입된 비용은 6억 2500만원, 올해 유지관리에 들어갈 예산도 2억 2000만원에 달합니다. 지하철역 기둥에 KIST 역사를 적고, 초등학생도 아는 아인슈타인과 퀴리 부인 등의 사진과 업적을 보여주는 디지털 액자와 키오스크를 설치했습니다. 바이오리빙랩에는 혈압측정계, 동작분석기, 종아리 마사지 기기를 둔 정도인데, 그렇게 많은 예산이 필요한지 의문입니다. 사이언스 스테이션은 ‘과학문화 확산과 지역사회 발전에 기여하는 세계 최초의 지하철 과학관’을 목표로 만들었습니다. 하지만 상월곡역은 이용객이 많지 않은 역입니다. 이날 점심시간에 지켜보니 1회 탑승객은 10명에도 못 미쳤습니다. 상월곡 역과 가까운 월곡(동덕여대)역이나 고려대역이 유동인구가 훨씬 많습니다. 일반적으로 과학관은 이용자 편의를 위해 주말과 공휴일에 열고 평일 하루를 휴무일로 합니다. 하지만 사이언스 스테이션은 관리주체인 KIST 근무시간에 맞춰 주말을 제외한 평일에만 운영하는 것도 아쉬운 대목입니다. ●순조로운 대통령 동상 건립과 대조 사이언스 스테이션은 KIST 설립 50주년을 기념하기 위해 추진했습니다. 2015년 12월 28일 6개 기관이 이를 위한 업무 협약을 맺었습니다. 같은 날 연구원 내에 박정희 전 대통령 동상 건립을 포함한 작은 공원 조성 계획도 발표했습니다. 사이언스 스테이션은 지난해 4월 21일 과학의 날을 맞아 개관하기로 했다가 차일피일 미뤄져 지난 3일에야 오픈했습니다. 하지만 연구원 출신 동문모임인 ‘연우회’가 추진한 박 전 대통령 동상은 일사천리로 진행돼 지난해 2월에 설치했습니다. 연구원은 국가 주요 보안시설이었는 데도 말이죠. ●6억 아깝지 않은 운영의 묘 기대 선진국의 정부출연연구기관은 연구뿐만 아니라 대중에 과학을 알리는 일도 중요한 업무 중 하나로 봅니다. 그런데 정치적 논란이 될 사업은 순식간에 끝내고 정작 대중과 과학의 접점을 찾는 일은 대충 처리한 듯한 모습은 안타까울 뿐입니다. ‘최초의 지하철 과학관’이 예산낭비라는 비판을 피하려면 운영의 묘라도 발휘하길 기대합니다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난달 27일 NASA에서 운영하는 '오늘의 천문사진(APOD)에 게시된 한 장의 사진이 우주 마니아들의 관심을 끌었다. 사진 중앙에 묘한 불빛들이 모여 있는 게 보인다. 무슨 신호등처럼 보이는 저 4개의 불빛은 사실 하나의 퀘이사(Quasar)다. 퀘이사란 'Quas i-stellar Object(준항성체)'의 준말로, 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키는 에너지에 의해 형성되는 거대 발광체를 말한다. 하나의 퀘이사가 4개로 보이는 것은 전경을 이루는 은하가 중력 렌즈 역할을 하여 빛을 굴절시키기 때문이다. 이 중력 렌즈 현상은 약 100년 전 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 예측되었던 것이다. 거대한 질량의 물체는 중력으로 빛을 구부릴 수 있다고 예언했고, 이는 1919년 영국의 천문학자 에딩턴의 일식 관측으로 증명되었다. 이처럼 질량이 큰 천체는 주위의 시공간을 구부러지게 해서 빛의 경로를 휘게 함으로써 렌즈와 같은 역할을 하는데, 이를 일컬어 중력렌즈 현상이라 한다. 이 중력렌즈를 통해 보면, 은하 뒤에 숨어 있는 별이나 은하의 상을 볼 수 있다. 하나의 퀘이사가 4개로 보이는 중력 렌즈보다 더 기묘한 일은 저 깜박거리는 퀘이사가 우주의 팽창 속도를 알려준다는 사실이다. 퀘이사의 깜박거리는 주기를 측정하면 우주가 어떤 속도로 팽창하고 있는지를 알 수 있는데, 놀랍게도 우주의 팽창속도가 갈수록 빨라지고 있다는 관측결과가 나왔다. 말하자면 우주는 지금 가속 팽창을 하고 있는 중이다. 우주의 팽창이 가속되고 있다는 사실을 밝혀낸 브라이언 P. 슈미트 등 세 사람의 과학자들은 2011년 노벨 물리학상을 받았다. 우주의 팽창에 가속 패달을 밟고 있는 것이 무엇인지는 아직 아무도 모른다. 일부에서는 암흑물질이라고도 하고, 또 다른 이들은 중력의 알 수 없는 작용이라거나, 아니면 전혀 다른 어떤 원인이 있을 거라는 주장들이 난무할 뿐이다. 위와 같이 은하 렌즈가 비춰주는 퀘이사에 대해 더 세밀한 관측과 깊은 연구가 무엇이 우주 팽창의 가속 패달을 밟아대고 있는지를 알려줄 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

우주전문 사이트 스페이스닷컴에 지난 17일자(현지시간)로 호주 스윈번 공과대학의 앨리스터 그레이엄 천문학 교수가 블랙홀에 관한 흥미로운 칼럼을 게재했다. 칼럼 내용을 약간 가공해 소개한다.​ 블랙홀에 대한 지식이 ​커갈수록 우주 마니아들의 블랙홀 사랑도 덩달아 커가고 있다. 블랙홀에 관한 최근 뉴스는 블랙홀 가족 중에도 아주 낯선 존재인 '중간질량 블랙홀'의 발견에 관한 것이다. 우리는 블랙홀 중에는 태양 질량의 수십억 배에 이르는 초질량 블랙홀이 있는가 하면, 태양 질량의 몇 배밖에 되지 않는 블랙홀도 있다는 사실을 알고 있다. 그런데 태양 질량의 2200배 정도 되는 중간 질량의 블랙홀이 발견되어 과학자들을 깜짝 놀라게 만들었다. 이 블랙홀은 큰부리새자리47(47 Tucanae) 구상성단 안에서 발견되었는데, 중간 질량의 불랙홀로서 희귀한 사례에 속한다. 큰부리새자리는 남반구에 있기 때문에 한국에서는 볼 수가 없다. 그러나 구상성단 자체는 겉보기 등급 +4.91로 맨눈으로 흐릿하게 보인다. 지구로부터 약 1만 6700 광년 떨어져 있으며, 성단의 지름은 무려 120 광년에 달한다. 가까이 접근하는 모든 물체를 가리지 않고 게걸스럽게 집어삼키는 중력의 감옥, 블랙홀. 모든 연령층, 모든 직업군을 아우르면서 블랙홀에 대해 크나큰 관심을 불러일으키고 상상력을 자극하는 것은 대체 무엇 때문일까? '검은 별(Dark stars)' 질량이 너무 커서 빛조차 탈출할 수 없는 중력을 가진 존재에 대한 개념은 1783년까지 거슬러올라간다. 18세기 영국의 과학자 존 미첼은 다음과 같은 글을 남겼다. "만약 태양과 같은 밀도를 가진 어떤 구체의 반지름이 태양의 500분의 1로 줄어든다면, 무한한 높이에서 그 구체로 낙하하는 물체는 표면에서 빛의 속도보다 빠른 속도를 얻게 될 것이다. 따라서 빛이 다른 물체들과 마찬가지로 관성량에 비례하는 인력을 받게 된다면, 그러한 구체에서 방출되는 모든 빛은 구체의 자체 중력으로 인해 구체로 되돌아가게 될 것이다." 뉴턴 역학의 얼개 안에서 그러한 개념의 천체는 검은 별 또는 암흑성(dark stars)으로 불렸다. 그러나 이 암흑성 개념은 19세기 이전까지 거의 무시되었는데, 질량이 없는 파동인 빛이 중력의 영향을 받을 것이라고는 생각하기 힘들었기 때문이다. 1915년 아인슈타인이 우주를 기술하는 뉴턴 역학을 대체하여 시간과 공간이 하나로 얽혀 있음을 보인 일반 상대성이론을 발표한 직후, 암흑성 개념은 새로운 활력을 얻어 재등장했다. 독일의 카를 슈바르츠실트와 요하네스 드로스터가 각기 독립적으로 점질량에 대한 동일한 방정식의 답을 구했다. 이 풀이는 아인슈타인 방정식의 일부 항이 무한대가 되는 특이점을 가지는 특이행동을 보이는데, 이것을 오늘날 '슈바르츠실트 반지름'이라고 부른다. 이는 어떤 물체가 블랙홀이 되려면 얼마만한 반지름까지 압축되어야 하는가를 내타내는 반지름 한계점이다. 그러나 이 슈바르츠실트의 방정식은 당시 하나의 수학적인 해석에 지나지 않았고, 그뒤 핵물리학이 발전하여 충분한 질량을 지닌 천체가 자체 중력으로 붕괴한다면 블랙홀이 될 수 있다는 예측을 내놓았다. 이 같은 예측은 결국 강력한 망원경으로 무장한 천문학자들에 의해 관측으로 입증되었고, 충돌하는 블랙홀이 만들어낸 중력파가 미국의 LIGO에 의해 검출됨으로써 오랜 블랙홀 논쟁에 마침표를 찍게 되었다. 초밀도의 천체들 초밀도의 물체는 사람을 경악시키는 바가 있다. 예컨대 태양이 블랙홀이 되려면 얼마나 밀도가 높아야 할까? 슈바르츠실트 반지름의 풀이 공식으로 구해보면, 태양 질량을 그대로 지닌 채 70만km인 반지름이 3km까지 축소되어야 하며, 지구가 블랙홀이 되려면 반지름이 0.9cm로 작아져야 한다. 그러면 밀도는 자그마치 1cm^3에 200억 톤의 질량이 된다는 뜻이다. 각설탕 하나 크기가 그만한 무게가 나간다는 얘기다. 물질이란 게 이렇게까지 압축될 수 있다는 사실이 참으로 놀랍다고 하겠다. 만약 당신이 그러한 초질량의 물체가 다가간다면 끔찍한 상황이 기다리고 있다. 지구에서는 중력의 크기가 당신의 지금 키만큼 유지되게 해주고 있는 정도지만, 블랙홀 안으로 떨어지면 사정은 좀 달라진다. 블랙홀의 강력한 기조력이 당신의 머리와 발끝에 동시에 작용하는데, 그 힘의 차이가 엄청나서 당신의 몸은 스파게티 가락처럼 사정없이 늘어나게 된다. 마치 강력한 크레인 두 대가 각각 당신의 발과 머리를 잡아당기는 형국이다. 그러면 결국 어떻게 될까? 당신의 몸은 최종적으로 원자 단위로 분해된다. 천문학자들은 이를 '스파게티화'라 한다. 1958년에 미국 물리학자 데이비드 핀켈스타인이 블랙홀의 '사건 지평선' 개념을 처음으로 선보였다. 사건 지평선이란 외부에서는 물질이나 빛이 자유롭게 안쪽으로 들어갈 수 있지만, 내부에서는 블랙홀의 중력에 대한 탈출속도가 빛의 속도보다 커서 원래의 곳으로 되돌아갈 수 없는 경계를 말한다. 말하자면 블랙홀의 일방통행 구간의 시작점이다. 블랙홀, 화이트홀 1964년, 두 명의 미국인인 작가 앤 어윙과 이론 물리학자 존 휠러가 최초로 '블랙홀'이라는 단어를 대중에게 선보였다. 이어서 1965년, 러시아의 이론 천체물리학자 이고르 노비코프가 블랙홀의 반대 개념인 '화이트홀'이라는 용어를 들고나왔다. 만약 블랙홀이 모든 것을 집어삼킨다면 언젠가 우주공간으로 토해낼 수 있는 구멍도 필요하지 않겠는가 하는 것이 이 화이트홀 가설의 근거다. 말하자면, 블랙홀은 입구가 되고 화이트홀은 출구가 된다. 이 아이디어는 부분적으로 아인슈타인-로젠의 다리로 알려진 수학적인 개념에 뿌리를 내리고 있다. 1916년에 오스트리아의 물리학자 루트비히 플램에 의해 수학적으로 발견된 후, 1935년에 아인슈타인과 미국-이스라엘 물리학자 나단 로젠에 의해 재발견되어 아인슈타인-로젠의 다리는 나중에 역시 존 휠러에 의해 '웜홀(wormhole)'이라는 이름을 얻었다. 1962년, 존 휠러와 미국 물리학자 로버트 풀러는 그러한 웜홀이 양자 하나도 통과하기 어려울 만큼 불안정하다는 사실을 이론적으로 정립했다. 블랙홀에 관한 팩트와 픽션 블랙홀의 현관 안으로 들어갔던 물질이 다른 우주의 시공간으로 다시 나타난다는 아이디어는 그다지 놀랄 만한 것은 아니지만, 여기에서 무수한 공상과학 스토리가 탄생했다. '닥터 후(Doctor Who)', '스타게이트(Stargate)', '프린지(Fringe)', '파스케이프(Farscape)' 디즈니의 '블랙홀' 등 끝이 없을 정도다. 이런 얘기들은 하나같이 등장인물들이 우리 우주와 다른 우주 또는 평행우주를 여행한다는 줄거리로 되어 있다. 그러한 우주는 수학적으로 성립되는 인공물일 뿐으로, 그 존재에 대한 증거는 아직까지 하나도 밝혀진 것이 없다. 그러나 어떤 의미에서 시간여행이 현실적으로 불가능하다는 얘기는 아니다. 만약 우리가 엄청난 속도로 여행하거나, 또는 블랙홀 안으로 떨어진다면 외부 관측자의 눈에는 시간의 흐름이 아주 느리게 보일 것이다. 이것을 중력적 시간 지연이라 한다. 이 효과에 의해 블랙홀로 낙하하는 물체는 사건의 지평선에 가까워질수록 점점 느려지는 것처럼 보이고, 사건의 지평선에 닿기까지 걸리는 시간은 무한대가 된다. 즉 사건의 지평선에 닿는 것이 외부에서는 관찰될 수 없다. 외부의 고정된 관찰자가 보기에 이 물체의 모든 과정은 느려지는 것처럼 보이기에, 물체에서 방출되는 빛도 점점 파장이 길어지고 어두워져서 결국 보이지 않게 된다. 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빠르게 운동하는 시계의 시간은 느리게 간다. 2014년의 영화 '인터스텔라'는 블랙홀 근처에서 일어나는 이러한 현상을 보여주었다. 우주 비행사 쿠퍼(매튜 맥커너히 분)가 시간여행을 할 수 있었던 것은 그 때문이다. 대중에게 사랑받고 있는 '블랙홀'이란 이름은 사실 오해의 소지가 있는 명칭이다. 그것은 시공간의 구멍을 의미하는 것으로, 어떤 물체이든 그 안으로 떨어지면 더이상 물체로서 존재할 수 없이 극도의 고밀도 상태가 된다. 블랙홀의 사건 지평선 안에는 실제로 어떤 것이 있을까란 문제는 여전히 뜨거운 논쟁거리가 되고 있다. 블랙홀 내부를 이해하기 위해 끈이론, 양자 중력이론, 고리 양자중력, 거품 양자 등등 현대 물리학의 거의 모든 이론들이 참여하고 있다. 어쨌든 당분간 블랙홀은 새로운 사실들이 밝혀질 때마다 일반의 관심을 고조시키며 물리학의 화두로서 위세를 떨칠 것만은 분명해 보인다. ​ 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com