진실 없는 세상…"망원경으로 과거를 볼 수 있다면?"
[문화, 우주를 만나다] 세 가지 질문
2009.07.13 07:59:00
진실 없는 세상…"망원경으로 과거를 볼 수 있다면?"
2009년은 유엔(UN)이 결의하고 국제천문연맹(IAU), 유네스코(UNESCO)가 지정한 '세계 천문의 해'이다.

실제로 2009년은 아주 뜻깊은 해이다. 갈릴레이가 망원경을 만들어서 천체를 관측하기 시작한 지 400주년, 허블의 우주 팽창 발견 80주년, 인류의 달 착륙 40주년, 외계 지성체 탐사 프로젝트 제안 50주년 및 메시지 송신 35주년을 맞은 해이기 때문이다.

우리나라에서도 '2009 세계 천문의 해'를 맞아 한국조직위원회를 만들어서 국제 캠페인에 참여하고 있다. 이미 4월 2일부터 5일까지 전 세계 천문대에서는 100시간 동안 연속으로 별을 관측하고 길거리에서 천문학자·
아마추어천문가가 일반인과 함께 별을 관측하는 전 지구적인 행사가 열렸다.

또 우리나라에서는 특별히 이동 천문대 '스타-카'가 소외 지역 아이들을 찾아가고, '과학과 예술의 만남'과 같은 전시회도 준비 중이다. 이런 내용은 2009 세계 천문의 해 한국조직위원회가 운영하는 홈페이지와 웹진 <이야진(IYAZINE)>을 통해 확인할 수 있다. (☞
바로 가기)

<프레시안>은 이런 '2009 세계 천문의 해'를 맞아 '문화, 우주를 만나다' 연재를 <이야진>과 공동으로 연재한다. 하늘의 별을 바라보면서 꿈을 키웠던 여러 분야의 사람들이 별, 우주, 문화, 예술 등을 화두로 매주 한 편씩 에세이를 선보인다. <편집자>


▲ 이 주의 천체 사진 : 지난 7월 5일 촬영한 태양의 표면에 검은 구멍처럼 보이는 흑점(왼쪽 하단). 흑점 수는 약 11년 주기로 변하며, 태양의 활동이 활발하던 지난 2003년 이후로 그 수가 점점 줄어들어 한동안 보이지 않았다. 현재 태양은 새 주기에 접어들었으며, 2013년에 극대기를 맞을 것이라 예측하고 있다. 흑점이 어둡게 보이는 이유는 흑점의 온도(4000K)가 광구의 온도(6000K)보다도 낮기 때문인데, 광구 밑의 대류층에서 일어나는 열의 흐름이 흑점의 강력한 자기장 때문에 막혀 흑점의 온도가 낮아진다. ⓒ한국천문연구원(사진=임재식)

한국 작가들이 쓴 SF소설이 잡지나 신문에 소개될 때엔, 대개 이리 소개한다. "발칙하고 명랑한 상상력" "톡톡 튀는 재기발랄함" 아이들이 귀여운 장난이라도 친 것처럼. 때로는 이리 말한다. "황당무계하지만 재미있다." 어이쿠. 내가 황당한 이야기를 하지 않으려고 얼마나 노력하는데.

SF소설을 싫어한다는 사람들이 제시하는 이유는 보통 두 가지다. 하나는 애들이 보는 황당한 소설이라. 하나는 너무 어려워서. 같은 대상에 내려진 평가라고 보기에는 참으로 극단적이다. 간혹 SF소설을 써달라는 주문을 받는 작가 분들도 '자신들의 편견에 따라' 황당한 소설 아니면 어려운 소설을 쓰려고 고심한다. 하지만 SF소설가들이 쓰는 소설은 보통의 작가들이 그리하듯이 진실에 관한 것이다.

단지 우리가 '진실'이 어렵거나 황당한 시대에 살고 있을 뿐이다.

현대에 복제 기술이 존재해도 복제에 관한 소설은 황당하거나 어렵다. 이미 사람이 40년 전에 달에 갔는데 달에 가면 황당하거나 어렵다. 로봇 청소기와 장난감이 집안을 돌아다녀도 로봇에 관한 소설은 황당하거나 어렵다. 그나마 우리 세대의 독자는 나은 편이고, 나이 많으신 분들은 멀쩡히 제 집에서 돌아다니는 물건도 대체 어느 외계인이 놓고 간 물건인지 모르실 때가 많다. 그분들은 소설에 컴퓨터와 인터넷만 등장해도 황당하거나 어렵다.

물론 내게도 이 세상은 황당하거나 어렵다. 아는 것이 없는 사람은 공부하기도 힘들다. 도서관에서 머리를 싸매고 앉아서, 내가 지금 책 쌓아놓고 고뇌하는 질문은 전공 대학생만 찾아가도 순식간에 답이 나올 문제라는 생각에 슬퍼지기도 한다.

소백산 천문대 워크숍에 참여하게 되었을 때, 내가 기대했던 점은 별이나 천문대보다도 천문학자를 가까이서 본다는 사실이었다. 뭔가 이 기회에 답을 얻을 질문이 있지 않을까. 꽤 오랫동안 고민했지만 답이 나오지 않은 질문들. 인터넷으로 검색할 수 없는 질문, 사람에게 질문하면 답을 얻을 수 있지만 혼자서는 쉽게 답을 얻을 수 없는 질문으로.

이 질문은 낮에 한국천문연구원에 계시는 서윤경 박사님께 한 번 했고, 저녁때 소백산 천문대 성언창 소장님께 다시 했다. 작가들과는 토론으로 진행되었던 질문이 소장님에게서는 1초의 고민 없이 튀어나오는 것에 매번 감탄했다. 나 자신에게도 즐거웠지만 다른 분들이 들어도 재미있을 듯하여 이 자리를 빌어 소개한다.

첫 번째 질문은 이렇다. "운동은 상대적인데, 왜 어느 한쪽의 시간만이 변화하는가?"

상대성 이론에 의하면, 모든 운동은 상대적이다. 나란히 서 있는 두 기차가 있다. 창가 의자에 앉아 있던 내가 눈을 들어 창밖을 보자, 옆의 기차가 앞으로 움직이기 시작한다. 나는 내가 뒤로 움직인 것인지, 기차가 앞으로 움직인 것인지 알 수가 없다. 물론 우리는 대개 지구를 기준으로 두고 누가 움직였는지 파악하지만, 지구는 우주의 기준이 아니다.

내가 땅으로 떨어질 때, 내가 떨어지는 것인지 지구와 우주가 나를 향해 떨어진 것인지 알 수가 없다. 내가 우주선을 타고 지구에서 멀어질 때, 우주선이 멀어진 것인지 혹은 지구가 우주선으로부터 멀어지는지 알 수가 없다.

여기에 한 우주선이 빛의 속도로 지구에서 멀어진다. 우주선에 탄 사람의 눈에는 자신은 정지해 있고, 지구가 멀어지는 것 같다. 물론 지구에서도 마찬가지다. 그리고 상대성 이론에 의하면, 빛의 속도에 근접한 속도로 움직이면 밖에서 관찰하는 사람의 눈에는 우주선 안의 시간이 느려지는 것처럼 보인다. 하지만 운동은 상대적이므로, 우주선에 탄 사람의 눈으로는 지구에 있는 사람들이, 지구에서 보면 우주선 안에 있는 사람이 느려진 것처럼 보인다.

상대성 이론에 관한 책에서는 늘 우주선이 날아갔다 돌아온 뒤에는, 우주선 안의 시간이 느려졌고, 지구는 정상적인 시간의 흐름을 탄 것처럼 묘사한다. 어째서? '어느 쪽이 움직이는지 알 수가 없다'면, 사실 지구의 시간이 느려질 가능성도 있어야 하지 않은가?

"그럴 가능성도 있겠네요." 내 질문에 서 박사님이 대답하셨다. "우주선은 그대로 있고 우주 전체가 빛의 속도로 움직였을 수도 있으니까요. 제 입장에서는 이상한 생각이긴 하지만, 그런데 SF작가는 그런 생각도 하는군요……. 예, 그런 경우에는 우주선의 시간은 정상적으로 흐르고, 지구의 시간이 느려졌겠지요."

"그럼, 어느 쪽이 느려질지 어떻게 알 수 있나요?"

"글쎄요. 결과론적으로 봐야 할 것 같은데요. 도착했을 때에 어느 쪽이 느려졌는지 확인해 보면 그 때에 알게 되는 게 아닐까요? 아무래도 이 문제는 소장님께서 더 잘 아시겠는데요. 전문가시거든요."

저녁 때 이에 관해 소장님께서 답해주셨다.

"운동은 상대적이므로 우주가 움직였을 가능성도 있다. 맞아요. 그게 특수상대성 이론입니다. 특수상대성 이론으로는 작가님 말씀대로 결과를 알 수가 없어요. 그래서 이를 보완하기 위해 나온 것이 일반상대성 이론입니다.

일반상대성 이론에 의하면, 움직이고 있던 사람이 우주 공간으로 날아갔다가 돌아오거나, 지구에 착륙하기 위해 정지하려면 반드시 '속도를 변화시켜야' 합니다. 그 순간에 알게 되는 거죠. 가속도를 느끼는 순간에요. 가속도를 느낀 쪽이 움직인 겁니다."

1초도 고민하지 않고 나온 답이라, 어안이 벙벙하면서도 통쾌하여 기뻐하며 박수를 쳤다.

두 번째 질문은 이랬다. "우리의 우주가 그 시작점으로 둘러싸여 있는가?"

우리가 보는 태양은 8분 전의 태양이다. 태양에서 빛이 지구에 도달하기까지 8분쯤 걸리기 때문이다. 하늘에 빛나는 시리우스(천랑성)는 약 9년 전의 모습이다. 북극성은 800년 전의 것이다. 북극성이 하늘에서 갑자기 사라져버린다 해도 우리가 그 사실을 알게 되는 것은 800년 후의 일이다. 이미 조선시대에 사라져버렸을지도 모른다! 우리가 보는 우주는 모두 과거의 우주다. 10만 광년 떨어진 별의 빛은 10만 년 전의 것이며, 1억 광년 떨어진 곳의 빛은 1억 년 전의 것이다.

3미터 앞에 내 친구가 서 있다면, 나는 3억분의 1초 전의 그를 보는 것이다. 물론 너무나 짧은 시간이라 별 차이가 없기는 하겠지만. 빛이 속도를 갖고 있는 이상, 사실상 우리가 보는 모든 풍경은 과거의 것이다.

137억년 전쯤에 빅뱅, 대폭발과 함께 우주가 태어났다. 우주는 본래 한 점에 불과했다. 그 후 계속 팽창하여 지금의 크기가 되었다. 그렇다면, 망원경으로 137억 광년 너머를 관찰한다면, 그 어느 방위를 보든 간에 우주가 시작되는 그 순간을 볼 수 있을까? 그렇다면, 우리의 우주는 관측상으로 볼 때에 '시작점'으로 사방이 둘러싸인 형태일까? 그러리라는 생각은 들었지만 너무나 괴상한 생각이라 확인하고 싶었다.

작가 J씨가 말했다. "빅뱅 이전에는 아무것도 없었으므로 볼 수 있는 것이 없어요. 또 빅뱅은 순식간에 일어나 우주를 만들었기 때문에 역시 그 순간을 보기 어렵지 않을까요? 굉장히 짧은 시간인데요."

"하지만, 이론적으로는 볼 수 있지 않겠어요?"

소장님은 시원스럽게 "물론 볼 수 있지요."라고 답하셨다. "우주의 모든 곳에 시작점이 있습니다. 어느 곳을 바라보든 우주가 탄생하는 풍경을 볼 수 있습니다. 물론 충분히 큰 망원경이 있다면요. 참으로 로맨틱하지 않습니까."

세 번째 질문은 바로 이거다. "만약 빛이 곡선 진행을 한다면, 밤하늘에서 우리 자신의 과거를 볼 수 있을까?"

지표에 서서 먼 곳을 응시하면 지평선이 보인다. 그곳에서 땅이 끝나기 때문이 아니라, 지구는 곡선이고 빛이 직선으로 진행하기 때문에 그리 보이는 것이다. 하지만 만약 빛이 지표면을 따라 곡선 진행을 한다면, 내 정면에 보이는 것은 지평선이 아니라 빛이 지구를 한 바퀴 돌아 비추는 나 자신의 뒷모습일 것이다.

"여기까지는 맞나요?"

서 박사님은 그만 웃고 말았다. "만약 빛이 지구의 지표면을 따라 곡선 진행을 한다면요? 예, 그렇겠지요. 그런데 SF작가는 다 그런 생각을 하고 살아요?"

"그러면 이 생각을 우주로 확대시켜 볼게요. 만약 빛이 우주 공간을 따라 곡선 진행을 한다면, 빛은 되돌아와 우리 자신의 뒷모습을 하늘에 비출 거예요. 그러면 혹시 하늘에서 지구나 태양계의 과거의 모습을 볼 수 있지 않을까요? 하늘에 펼쳐진 별자리 중 일부가, 우리 자신의 과거의 모습일 수 있을까요?"
"빛이 우주를 따라 곡선 진행을 한다면요? 공간이 휘어져 있다면 말이죠? 예, 그럴 수 있겠네요. 불가능하지 않아요."

소장님께서 답변하셨다.

"예, 그런 우주 모델이 실제로 있었습니다. 클라인이 제기했던 우주 모델로. 이 우주는 뫼비우스의 띠처럼 폐곡선을 그립니다. 만약 우주가 그런 모양이라면, 그 우주에서는 정말 거대한 망원경을 쓰면, 우리 자신의 과거의 모습을 볼 수 있어요. 하지만 이 모델은 지금은 폐기되었습니다. 그래도 흥미로운 우주관이라고 생각해요. 망원경으로 과거를 볼 수 있다면, 나는 모든 역사학자가 천문학자가 될 거라고 생각해요."

멋진 답변이었다. 역사학자가 천문학자가 되는 세상이라. 그야말로 시간과 공간이 같은 척도에 있는 세상이구나.

혹시 어떤 SF작가가 이런 소재로 소설을 쓰면 책을 소개하시는 분들은 또 "비현실적인 황당무계한 상상력"이라고 소개하실까. 하지만 우리가 사는 이 세상 그 자체가 황당무계하다는 것을, 상상력조차 닿지 않는 경이와 신비로 가득 차 있다는 것을 이해하는 분들이라면, SF소설이야말로 때로는 가장 진실한 이야기를 하는 소설이라는 것을 아시리라.

* 이 자리를 빌어 어리석은 질문에 성실히 답해주신 서 박사님과 성 소장님께 감사드립니다.
이 기사의 구독료를 내고 싶습니다
일부 인터넷 환경에서는 결제가 원활히 진행되지 않을 수 있습니다.
국민은행 343601-04-082252 [예금주 프레시안협동조합(후원금)]으로 계좌이체도 가능합니다.
tyio@pressian.com 다른 글 보기