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코스모스 시크릿. 비단 시크릿이라는 말을 덧붙이지 않아도 아직까지 우주는 신비로움으로 가득하다. 인류가 지금까지 밝힌 우주의 비밀이
5%에 불과하다고 하니 우주는 여전히 인류에게는 거대한 탐험과 연구의 대상이다. 또한 우주는 과학이 발달하기 전부터 인류에게는
상상력의 보고였다. 바다를 항해하거나 길을 찾아가는 사람들에게 길을 인도했고, 밤하늘을 바라보며 운명을 점치지도 했다. 이집트의
피라미드가 별자리와 그 위치를 함께한다는 것에서는 권력의 상징이 되기도 했다. 나 역시도 어린시절 밤하늘을 바라보며 잘 보이지도
않는 별자리를 열심히 찾아가며 별에 이름을 붙이고 상상의 나래를 펴곤 했다. 우리는 아주 먼 옛날에는 모두 별이었다. 많은 천체 물리학자들이 말한다. 인류가 우주를 연구해야하는 이유는 우주가 우리의 기원으로. 우주에는 인류의 과거와 현재, 그리고 미래가 담겨져있기 때문이라고. 분명 존재하지만 나와는 별 직접적인 관계가 없다고 생각되는 우주가 바로 우리였다니...정말 멋지지 않은가. 저자는 우주가 무엇으로 이루어졌으며, 어떻게 시작되었고, 어떻게 될 것인가...에 대한 세가지 질문에 대한 답을 하는 형식으로 우주의 신비에 접근한다. 그리고 그 과정에서 힉스입자. 암흑물질, 암흑에너지에 대한 설명을 기술한다. 힉스입자는 비교적 최근에 밝혀진 입자로 TV에서 처음 그 용어를 들었을 정도로 화제거리였는 데, 힉스입자는 우주탄생의 대폭발 빅뱅으로부터 100억분의 1초 후에 태어나 우주를 채운 물질로 힉스입자가 없으면 우주는 원자와 분자조차 존재하지 않았을 것이라고 하니 얼마나 대단한 물질인지....그런 물질을 도대체 어떻게 발견하는 지 궁금하기도 했지만 도대체 우주는 까도 까도 또 나오는 양파와 같다는 생각을 했었다. 도대체 우주에는 우리가 모르는 것들이 얼마나 더 있는가... 보기에는 그저 아무것도 존재하지 않는 검은 공간이...아직도 95%는 모르는 비밀로 가득차 있다니 정말 감탄스럽다. 책은 원자에서 출발해 소립자의 구성, 힉 스입자, 빅뱅 이론에 이르기까지 차근 차근 우주에 대한 이론들을 설명한다. 솔직히 주제 자제가 워낙 어려운 것이기에 우주에 관심이 많은 이들에게도 쉽게 다가오는 책은 아니다. 하지만 이론 하나하나의 법칙보다는 우주의 개념과 이해에 초점을 맞추고 있기 때문에 큰 맥락을 이해하는데는 어려움이 없어보인다. 책 중간에 수록된 부연설명들이 좀더 자세했으면 하는 아쉬움이 있기는 하지만 우주 물리학의 현황을 알기에는 적합한 책이라고 본다. 무엇보다 힉스입자와 같은 중요한 증거들을 발견함으로써 우주 물리학이 괄목할만한 발전을 이루었다는 점은 매우 고무적이다. 책을 읽으며 좀처럼 보지 않던 밤하늘을 자주 쳐다보았다. 저 공간에는 도대체 얼마나 많은 비밀들이 숨겨져있을까...하는 생각을 하니 어린시절에 느끼던 설레임이 다시 찾아온다. 왜 이런 밤하늘을 그동안 쳐다보지 않고 살았던가하는 생각과 함께 말이다. 인류의 시작에서부터 마지막 순간까지 함께 할 우주. 그 우주의 비밀들이 모두 밝혀지는 날을 기다려본다. 또 어떤 비밀들이 숨겨져 있을까...정말 알 수록 궁금증이 더해진다. |
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우주는 어떻게 생성되었는가?라는 질문은 꽤나 뜬구름 잡는 먼 이야기 일지도 모른다. 왜냐하면 모른다 할지라도 살아가는데 아무런 지장이 없기 때문이다. 우주는 어차피 우리가, 그리고 아주 먼 옛날 인간이 출현하기 전부터 생성되어있었고, 지금도 그저 존재할 뿐이다. 어떤 이론으로 설명되고 그 이론의 허점이 발견되어 지나가는 이론으로 남을지라도 우주는 실존하고 있다. 그런데 왜 굳이 인간은 우주의 탄생에 대해 궁금해하고 그것을 연구하고 있는 걸까? 사람은 뼈와 근육, 근육을 덮는 피부, 각종 장기와 지방, 수분 등으로 이루어져 있다. 하지만 이 하나하나를 구성하고 있는 것은 다름 아닌 입자이다. 작은 입자들이 모여서 하나의 사람이 된다. 사람뿐만이 아니다. 이 지구 상의 모든 생명체, 심지어 비생명체까지 어떠한 입자로 이루어져 있다. 우주가 탄생하면서, 즉 빅뱅으로 인해 수많은 원소들이 넓게 퍼지면서 결합하여 서로 다른 또 다른 물질을 만들어냈고, 그 물질들이 지구를, 식물을, 동물을, 사람을 만들어 냈다. 전혀 관련 없어 보였던 이 연구들은 결국 인간이 근원적으로 무엇으로 만들어졌는지를 알 수 있게 해준다. 그렇기에 우주 생성의 신비는 생명 탄생의 신비와도 직접적인 관련이 있는 것이다. 소립자를 연구하고, 우주를 연구하는 사람들은 세 분류로 나뉜다. 이론가, 실험가, 관측가가 그들인데, 이론가가 하나의 설, 또는 예언을 한다. 힉스박사는 1964년 힉스입자가 존재한다고 예언을 했었다. 그리고 실험가들은 힉스입자의 존재를 확인하기 원자들을 충돌시켜 최대한 빅뱅과 같은 환경을 만들고, 그 안에서 힉스입자를 찾는 실험을 한다. 2팀으로 나누어 서로 다른 방법으로 힉스입자를 찾았던 학자들은 결국 2012년 힉스입자를 찾아내고야 만다. 관측가들은 인공위성이나 망원경으로 관측을 한다. 이론가들이 내세우는 이론은 실험가와 관측가의 증명이 없다면 그저 지나가는 설에 지나지 않고, 실험과 관측을 해도 이론이 없으면 그저 붕 뜬 새로운 존재일 뿐이라 이들은 서로 상부상조하며 긴밀한 연을 맺고 있다. 코스모스 시크릿은 더 이상 나누어질 수 없는 아주 작은 입자에서부터 너무나 거대한 우주까지 이제껏 많은 물리학자, 천문학자 들이 발견한 자연의 신비를 얘기한다. 수없이 많은 사람들이 연구에 매진하고 많은 물질들이 존재함을 밝혀냈지만 우리가 알 수 있는 것은 존재하는 물질 중 단지 5%라고 한다. 그 나머지는 암흑 에너지와 암흑물질로 이루어져 있고, 그 존재에 대해서는 아직 밝혀지고 있지 않아 그저 성질이 비슷하다 예상되는 물질을 추측하고, 배제하고 있다. 전부터 그리고 지금도 우주는 팽창하고 있으며, 그 끝이 어떻게 될지 아무도 모른다. 다만 겨울 왕국처럼 모든 것을 얼려버릴 수도 있다는 예측이 있을 뿐이다. 힉스입자의 발견으로 이론들을 통일시키는 표준이론이 완성될 줄만 알았지만 우주의 3/4를 차지하고 있는 암흑에너지의 정체를 밝히지 못한다면 우주의 미래를 예측하기 힘들다. 그래서 각국에서는 암흑에너지를 연구하기 위해 노력하고 있다고 한다. 결국 우주는 여전히 비밀스러우며 은밀한 행동을 하고 있다는 것이다. 우주를 알고 싶어 하는 인간을 비웃기라도 하듯이.
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우주에서 우리가 알고 있는 물질은 겨우 5%에 지나지 않는다. 나머지 95%는 정체를 모르는 ‘암흑물질’과 ‘암흑에너지’로 이루어져 있다. 힉스입자의 발견은 우주의 모습을 ‘재현하는’ 장치라 일컬어지는 거대가속기 LHC를 통해 정면충돌한 양자가 부서지면, 거기서 부딪치기 전에는 존재하지 않았던 소립자가 튀어나온다는 예언이 실현된 셈이었다.
보이지 않는 물질인 반물질을 이루고 있는 반입자는 보통의 입자와 전하만 반대이고 성질은 같은 입자이다. 입자와 반입자는 서로 만나면 소멸하는데 CP 대칭성이 깨짐으로써 입자와 반입자의 수에 불균형이 일어나면서 입자가 더 많이 남는 점을 생각하면 쿼크(소립자에 붙은 이름)는 전부 여섯 종류가 있어야 한다는 이론을 마쓰가와 도시히데 씨와 고바야시 마코토 씨가 1973년에 발표하였고 그들은 2008년에 노벨상을 수상, 겔만 씨는 쿼크는 여섯 종류라는 것을 실제로 증명하여 1969년에 노벨상을 수상했다.
힉스씨가 힉스입자의 존재를 예언한 것은 1964년으로, 표준이론에서는 우주의 탄생 당시 소립자에는 질량이 없었다고 생각했지만, 현실의 소립자에는 질량이 있다. 그 이유를 설명하기 위해 힉스입자 개념이 등장했다고 한다. 빅뱅 직후 어떤 현상이 일어나서 소립자가 질량을 갖게 되었고, 그 현상이 ‘대칭성의 자발적 깨짐’이라는 설명이다. 힉스입자를 검출하기 위해 과학자들은 Atlas와 CMS라는 두 가지 검출기를 준비하여 두 그룹의 연구를 진행하였는데, 두 실험 모두 새 입자가 존재한다는 결과를 얻었다.
갓 탄생한 우주에는 한 종류의 힘만 있었고 초대칭성이 유지되고 있었다는 가정 하에 그 후 3분 동안의 현상들을 예측할 수 있는데 ‘플라즈마 상태’에서 빛은 똑바로 나아갈 수 없었다. 우주 탄생 후 38만 년이 지난 무렵에 원자핵과 전자가 결합하여 수소원자와 헬륨원자가 생겨나고 그 덕분에 빛이나 전자기파가 똑바로 나아갈 수 있는 ‘우주가 맑게 갠’ 상태가 되었지만 전자기파를 이용하는 한 38만 년 이전의 우주의 모습을 볼 수 없었다고 한다. 무게를 갖는 것이 있으면 공간이 뒤틀리고 그 뒤틀림이 시공을 넘어 전해지는 ‘중력파’의 관측을 이용하면 가능성이 있다고 하는데, 이 중력파는 매우 약하여 잡아내기가 어려워서 세계의 많은 연구자들이 노력하고 있다.
물리학의 최종 목표는 ‘모든 것을 통일하는 것’이라 한다. 표준이론을 넘어서는 ‘통일이론’을 완성하는 것이라고도 할 수 있다. 표준이론의 소립자로는 암흑에너지와 암흑물질을 설명할 수 없는 미스터리로 남아있다. 암흑에너지의 정체와 변화 방식에 의해 우주의 운명이 변하는 만큼, 우주의 팽창모습과 힉스입자를 조사하여 암흑에너지의 정체를 밝혀낼 것이 앞으로의 숙제인 듯하다. 물리학에 별 관심이 없는 독자라면 읽기에 쉽지 않은 책일지도 모른다. |
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어린 시절부터 자연과 우주는 내게 늘 신비의 대상이었다. 초등학교 때 원자보다 더 작은 쿼크라는 소립자가 있다는 것을 알고 있을 정도로 과학에 흥미가 있었다. 물론 이해에는 한계가 있었을 것이고 또 말 그대로 흥미 수준에 머물렀을 뿐이다. 그러다가 고등학교 때 칼 세이건의 코스모스를 읽고서 우주의 신비에 대해 완전 매료되었다. 우주의 광활함과 경이로움들, 인간이란 존재가 얼마나 미세하며, 그럼에도 불구하고 그 작은 존재가 그 큰 우주에 대해 생각할 수 있다는 것이 얼마나 신비했던지... 그 때부터, 천체 물리학이나 이론 물리학 책들을 본격적으로 읽기 시작했던 것 같다. 물론 모든 내용을 다 이해할 수 있었던 것은 아니지만 대략적인 지식을 얻는 것만으로도 만족했다. 하지만 시간이 지나면서 실생활과 거리가 먼 이런 책들에게서 조금씩 멀어졌고, 갈수록 이해도가 떨어져서, 여전히 흥미가 있음에도 불구하고 손이 잘 가지 않게 되었다. 가끔씩 네이버캐스트의 과학부분을 읽곤 했어도, 관심사에서 멀어지게 되었다. . 2012년 힉스입자가 저녁 9시 메인 뉴스에 오를 정도로 화제 거리였는데, 나는 속으로 저런 뉴스가 왜 9시 메인 뉴스가 되어야 하는지 의문스러웠다. 그리고 '우주의 신비를 푸는 열쇠'와 같은 선동적인 멘트도 마음에 들지 않았다. 우주의 96%가 암흑 물질과 암흑에너지로 구성되어 있고, 힉스 입자는 고작 나머지 4%의 세계에 대한 아주 작은 실마리를 제공할 뿐인데, 게다가 대부분의 사람들에게는 전혀 이해하지 못할 내용을 단신이 아닌 메인뉴스로 올려야 하나 하는 생각이 들었다. 그러면서 한편으로는 또한 힉스 입자가 질량을 부여한다는데 도대체 그게 무슨 소리지 하는 의문이 들었다. 하지만 역시나 현실과 먼 이야기인지라 의문을 그냥 덮어버리고 말았다. 그런 나에게 ‘코스모스 시크릿’은 마음 깊은 서랍 속에 묻어두었던 내 호기심을 다시 자극하였다. 힉스 입자에 대해서 제대로 된 설명을 얻을 수 있을까? 너무 어렵지 않을까? 내심 ‘엘러건트 유니버스’ 정도로만 설명이 되었으면 좋겠는데 하는 마음으로 책을 펴들었다. 저자는 어려운 책의 주제에 비해 평이하게 이야기를 풀어나갔다. 원자에서부터 출발하여 소립자의 구성, 그리고 이 책의 핵심 주제인 힉스입자, 우주의 시작과 현대 우주론에 대한 이론들을 차근 차근 설명하고 있다. 워낙 어려운 주제이기에 최대한 이야기를 쉽게 풀어나가려고 하는 저자의 노력과 흔적을 곳곳에서 볼 수 있었다. 과학적 엄밀성보다는 이해와 개념에 초점을 맞추어서 설명해 나간다. 그래서 저자는 반복적으로 이러한 설명은 물리학자들이 엉터리라고 말할 수도 있다고 부연설명하고 있다. 그러나 일반독자에게는 저자의 설명이 훨씬 더 나을 듯하다. 그리고 책 중간에 비치한 ‘칼럼’란에 있는 이야기들도 흥미로웠다. 하지만 내가 좀 더 알고 싶고 더 설명을 해 주었으면 하는 부분에서도 너무 쉽게 지나쳐 버려서, 아쉬운 부분도 있었다. 물론, 자세하게 설명했다고 해서, 내가 이해했으리라는 보장이 없는 것도 사실이지만, 그래도 조금 아쉬운 것은 사실이다. 그러나 아마도 그 모든 부분을 다 설명했으면 책은 더 두꺼워지고 어려워져서 일반인들이 읽기 힘들었을 것이라고 생각한다. 이 책 한권으로 힉스입자와 우주론에 대해서 제대로 이해한다는 것은 불가능할지 모른다. 그러나 우주에 대해 흥미와 관심이 있는 일반인이라면 우주론에 대한 개략적인 정보를 얻고, 재미있게 읽기에 좋은 책이다.
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우주가 탄생할 때에는 물질과 반물질이 같은 비율로 생성되었다고 한다. 하지만 지금은 입자로 만들어진 물질밖에 찾아 볼 수 없다고 한다. 우주의 시비를 밝히고 그 비밀을 캐내기 위해 세 분야의 사람들이 필요하며, 이 사람들이 지금도 맹렬하게 연구와 실험을 계속하고 있다고 한다.
이 세 부류의 사람들은 각각 하는 일은 다르지만, 우주를 관측하고 비밀을 밝히는 목적을 위해 혼연일체로 콜라보하는 팀원들과 같은 성격의 사람들이다. ‘이론가’와 ‘실험가’와 ‘관측가’가 이 세 부류의 사람들이다.
어떤 물질의 존재를 예언한 사람은 ‘이론가’이며, 이 물질을 발견한 사람은 ‘실험가’이고, 그리고, 망원경이나 인공위성을 사용하여 우주를 관찰하는 사람은 ‘관측가’인 것이다. 그리고, 이들의 이론을 증명하기 위해서는 성능이 우수한 관측장비의 역할이 지대하다고 말한다.
이 책의 저자가 일본학자라 그런지 이 책은 일본학자들의 이야기가 많이 소개되고 있어서 자칫 우주분야의 연구에 일본학자들의 활약이 돋보이는 착시현상을 느끼게 한다. 이 책은 광대한 우주와 마이크로 세계를 설명하는 책이다.
저자는 우주론과 소립자 물리학을 발전시켜 온 약20년 동안, 우리에게 밝혀진 ‘물질’은 겨우 5%에 지나지 않고, 나머지 95%는 우리가 아직 정체를 모르는 ‘암흑물질’과 ‘암흑에너지’로 남겨져 있다는 것이다.
그렇다면, 결국 이 책은 우리가 밝혀 낸 5%에 대한 발견과정과 그 업적을 설명하는 책인 것이다. 우주는 계속 팽창하고 있다. 역으로 이 팽창을 거슬러 올라가면, 우주는 작아져서 작은 공간으로 줄어든다는 것을 의미한다.
여기에 인플레이션 이론이 등장하고, 우주가 탄생할 때 급격한 팽창이 있었다고 설명한다. 그러나, 우주의 운명을 알기 위해서는 ‘허블상수’ ‘물질밀도’ ‘우주의 곡률’ ‘우주상수’ 정도는 이해해야 된다고 말한다.
우주의 나이를 알아내기 위해서는 위의 네 가지의 상관관계를 감안한 복잡한 산식이 필요하다고 말하며 자신의 입으로 머리가 지끈거린다고 토로한다. 결국 우주의 운명을 알아내기 위해서는 아직 밝혀지지 않은 ‘암흑물질’과 ‘암흑에너지’의 실체를 확인해야 하는 숙제가 남아 있다.
이 숙제를 풀기위해 최첨단 과학은 현재진행형이라고 할만하다. 이 책은 결국, 그간 이유가 밝혀 낸 것은 주로 소립자 분야에 대한 업적에 국한되어 진전이 있었음을 확인해 주고 있으며, 거대한 우주의 수수께끼에 대하여는 이런저런 가설이 제시되어 있고, 그 중의 일부는 확인되거나 확인을 시도하고 있다는 사실을 알 수 있다.
그러나, 이 책을 읽은 나로서는 인간들의 의욕과 노력은 가상하지만, 우주의 실체를 파악하는 것은 인간의 지식으로는 알아 낼 수 없는 신의 영역이 아닐까 생각해 본다.
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읽으면서 상상력이 현실이 되는 기이한 체험을 했다. 우주에서는 안되는 게 없는 것 같다. 이유는 미스터리 투성이고, 미스터리라고 규정짓는 행동 자체마저 무색하게 할 정도로 세계관을 초월한다. 아니 우주관을 초월하는데, 심지어 다른 우주가 존재할 가능성도 있다는 말에 경악을 금치 못했다. 지구 밖에 행성, 그리고 또 다른 은하계로 생각을 넓혀도 가당찮은데, 아예 또 다른 물리현상과 입자로 이루어진 우주가 존재할 수 있다니 놀랍다. 스스로 먼지라고 느끼게 된 대목이다. 138억년의 우주 탄생 시간도 어쩌면 다른 우주에서 봤을 때는 그리 먼 과거도 아닐 수 있다. 비교 불가능한 어떤 초월적 힘이 느껴진다. 우주는 인류가 넘어설 수 있는 대상일까? 이 책을 읽으며 힉스 입자로 한발 가까워진 우주를 살펴보았다. 하지만, 암흑에너지, 암흑물질, 단 5%에 그치는 인류가 실체를 파악한 입자를 보면, 코스모스의 시크릿은 아직 조금밖에 풀리지 않았음을 직감한다. 우주의 탄생 원리는 빅뱅으로 묘사되고, 인플레이션을 거듭하여 현재와 같은 모습에 이르렀다. 우주 사진 하나 없는 책이지만, 그 만큼 쉬운 설명에 자신있다는 의도로도 풀이가능하다. 물리공식은 없고, 이해가 용이한 차트와 그래프가 다수 삽입되었다. 현상을 발견한 과학자의 초상화는 상당히 재미있게 심플하다. 플러스의 우주, 평평한 우주, 마이너스의 우주. 과연 정답은 무엇일까. 우주의 종말은 불일까 얼음일까. 시크릿은 시크릿으로 존재할 때 흥미가 넘친다. CERN이 앞으로 계획하고 있는 추가적 실험에 우주의 신비를 밝힐 기회가 함께 한다. 5가지 종류의 힉스 입자라는 설명도 새로웠고, 신문기사가 자세히 다루지 못한 상세한 설명은 우주에 관심을 갖고 있는 독자에게 상당한 유인력을 제공한다. 노벨물리학상을 수상한 피터 힉스가 현대 물리학의 새로운 지평을 열었다고 해도 과언이 아닐 정도로 힉스 입자는 우주의 존재를 인류가 이해할 소중한 열쇠임에 틀림없다. 우주 탄생은 빅뱅만으로 끝난 게 아니고, 오히려 빅뱅 이전까지도 상상해봐야하는 과제가 생긴 걸로 받아들여야 우주에 대한 인식론을 확대 생산할 수 있다. 저자가 정말 쉽게 써준 덕분에 이해가 불가능한 부분이 전혀 없어서 매우 흡족한 독서가 되었다. |
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맨인블랙 이라는 영화의 마지막 장면이 생각난다. 우리가 살고있는 지구, 태양계, 은하, 우주 이 모든 것이 하나의 구슬에 담겨있다. 그리고 이와 같은 구슬이 한 무더기나 담겨있는 주머니를 누군가가 들여다 본다. 그장면에서 우리나라, 아니 지구는 보이지도 않는다. 보이지도 않는 작은 행성 안 작은나라의 작은도시 어떤 영화관에 있는 나. 이상한 기분이 들었다. 어렸을 때부터 공상과학 소설이나 SF영화를 볼 때면 간혹 우주를 상상했지만 그때 뿐이었다. 그러던중 이 책을 만나 오랜만에 우주에 대해 생각해볼 시간을 갖게 되었다. 책의 제목과 내용은 코스모스 시크릿, 말그대로 우주의 비밀이다. 평소에 관심도 없던 내가 어떻게 이해할 수 있을까 하며 책을 펼쳤는데 아주 못 읽을 정도는 아니였다. 책의 저자가 과학자가 아닌 기자이고, 책의 집필의도가 중학생도 이해할 정도로 풀어 쓰는 과학이야기 였기 때문이었을 것이다. 물질에 질량을 부과하는 힉스입자, 우주의 탄생에 대한 빅뱅이론 모두 재밌는 내용이었지만 자세히 파고들어가면 좌절감을 느꼈다. 하지만 우주가 큰 폭발에 의해 생겨나고 지금도 커져가고 있다는 빅뱅이론에 대한 내용은 아주 재밌게 읽었다. 인상적이었던 부분은 주목받지 못했던 가설들이 나중에 과학장비로 증명이 되고 나서 큰 주목을 받게 되는 사례들 이었다. 어찌보면 연구분야에서 1인자 라는 것은 없을지도 모른다. 아직 인간은 우주와 자연현상에 대해 답을 낼 수 없고, 아직 우주에 대해 5%밖에 알아내지 못했기 때문이다. 이 미지의 영역 때문에 종교가 생겨난 것 같다는 생각이 들었다. 이 책을 읽고나서 발견한 사실이 있다. 여성지도자가 굉장히 많이 나온다는 것이다 .책의 내용과는 관련이 없지만 궁금증이 생기게 할 만큼 많이 등장했다. 관련국가가 유럽이어서 그런 건지 과학계여서 그런 건지 모르겠지만, 그쪽의 여성들은 결혼이나 출산 후에도 자신의 직업을 유지할 수 있는 사회를 살아간다는 사실을 알 수 있었다. 한국은 아직 결혼여성에 대한 직업 보장제도가 많이 부족한 것이 사실이다. 공부를 열심히 해서 좋은 직장에 들어가도 결혼하면 퇴사하고 애를 봐야 한다. 이런 사회현상은 결과적으로 여성의 교육수준을 낮추는 악순환이 될 것이다. 개인의 능력이 특정 성별에 의해 묻혀진다면 우리나라의 경쟁력도 그만큼 묻혀질 것이다. |
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‘신의 입자’ 라고 하는 힉스 입자의 존재를 처음 예측한 공로로 2013년 노벨 물리학상을 공동 수상한 피터 힉스와 프랑수와 앙글레르에 대한 신문기사를 접했을 때, 내 머릿속에는 ‘힉스입자가 뭐야?’라는 물음표만 가득했다. 질량의 근원과 우주 생성의 비밀을 설명해줄 입자라고 하는데, 대충이라도 어떤 것이라는 가늠이 전혀 되지 않았다. 언젠가 읽은 칼럼에서 자신의 지적 수준은 고등학교 때 멈춰서 꾸준히 감퇴하는 중이라는 한탄이 남의 이야기 같지 않다. 칼 세이건의 ‘코스모스’와 과학잡지 ‘뉴턴’에 열광하던 어린 학생이었지만, 지금은 신문기사조차 제대로 이해를 못하는 수준이다. ‘일본 최고의 과학전문기자’ 아오노 유리가 중학생도 이해할 수 있는 수준으로 우주의 비밀을 풀어서 설명해준다는 <코스모스 시크릿>을 만나고, 뒤쳐진 지식을 채워놓고자 책을 읽었지만 생각만큼 만만하지가 않다. 아무래도 현대 물리학 특히 소립자론과 우주론에 대한 나의 배경지식은 중학생 수준도 안되는가보다. 재미있는 것은 ‘힉스 입자라고 생각해도 모순이 없는 새로운 입자를 발견했다’라는 발표내용이었다. 상당히 애매한 내용이 아닌가? 그래서 힉스입자의 발견을 기존의 물리학의 체계였던 표준이론의 마지막 퍼즐조각이 아닌 그 것을 뛰어넘어 우주의 진리로 향해 나아갈 수 있는 열쇠라고 생각한다. 그래서 21세기는 새로운 물리학의 태동의 시기로 바라보기도 한다. 고대 그리스 시대부터 사람들은 만물의 근원이 무엇인지 궁금해했다. 그리고 그 궁금증은 지금에까지 이어지고 있다. 그런데 자연은 인간이 발견한 사실을 기뻐하기도 전에 또 다른 면모를 보여준다. ‘엑스파일’이라는 미국 드라마에서 늘 나왔던 ‘진실은 언제나 저 너머에 있다’는 말처럼 말이다. ‘더 이상 쪼갤 수 없는 최소한의 단위’라고 생각한 원자에서 이제는 물질을 구성하는 최소한의 입자를 ‘소립자라고 하게 된 것처럼 말이다. 물론 최소한의 단위가 존재한다고 예측했던 데모크리토스의 생각이 증명되기까지 정말 긴 시간이 걸리긴 했지만 말이다. 소립자는 ‘쿼크’라는 이름을 갖게 되는데 그 이름을 명명한 겔만은 ‘쿼크’를 제임스 조이스 소설 ‘피네간의 경야’에서 따왔다고 한다. ‘무의식의 흐름’이라는 독특한 기법과 주해를 읽어도 이해가 안간다는 평을 받는 작품에서 따온 것이 참 타당하게 느껴질 정도로 물리학은 상당히 예견적인 면이 많다. 물론, 그렇다고 하여 물리학의 예측이 찰나적인 발상에서 오는 것은 아니다. 물리학을 연구하는 사람들을 ‘이론가’ ‘실험가’ 관측가’로 분류하는데, 노벨상을 수상한 힉스박사나 최소한의 단위가 있음을 예견했던 데모크리토스 같은 사람들을 ‘이론가’라고 한다. 힉스입자는 ‘만물에 질량을 부여하는 소립자’이다. 그 이전에 대칭성의 자발적 깨짐을 이해해야 하는데, 이는 학자들이 비유적으로 설명하는 파티나 빨래 너는 과정을 통해서 어느 정도 감이 오기는 했다. 그리고 힉스입자가 어떻게 질량을 부여하는지 역시 파티회장을 통한 설명으로 이해할 수 있어서 다행이었다. 사실 힉스입자가 무엇인지, 어떠한 역할을 하는지가 궁금해서 읽기 시작했지만, 그러한 예측과 발견이 있기까지 얼마나 많은 과학자들이 노력해왔나를 볼 수 있다는 것이 이 책의 또 다른 맛이기도 했다. 확실히 주골격을 이루는 내용이 조금 난해해서인지, 사족처럼 따라오는 이야기들이 더 재미있게 느껴진 것은 어쩔 수 없다.
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전문적으로 파고 들어가면 어떤지 모르겠습니다만 교양서 수준에서 보자면 일본의 과학 분야 입문서는 상당히 장점이 많아 보입니다. 난이도를 최대한 적절하게 조정하여 부담없이 수월하게 읽어갈 수 있도록 하고 있는 점이 제일 크고, 그 내용을 이해하기 쉽도록 도표나 비유를 자연스럽게 사용한다는 점도 눈에 띕니다. 다양한 직업과 출신의 작가들이 쓰는 책인데도 국가적인 특색이 있다는 점이 흥미롭게 느껴지기도 하는데요, 이 책 '코스모스 시크릿'도 딱 그런 특색을 가지고 있는 책이었습니다. 특히 저널리스트에 의해서 쓰여진 책이기 때문에 더욱 읽기 편하고 이해하기 쉽다는 장점이 드러났던 것 같고요.
애초에 이 책에 관심을 가지게 된 것은 힉스 입자에 대한 설명이 있다는 점이었는데요, 책의 1장은 힉스 입자의 발견이 공표되는 과정과 힉스 입자가 물리학에서 차지하는 위치를 설명하는데 할당되고 있습니다. 큰 이슈가 된데 비해서 힉스 입자가 과학젹으로 어떤 의미를 가지는지에 대해서는 감을 잡을 수 없던 터라 가장 주의깊게 읽어갔던 부분이 되겠네요. 우주를 구성하는 입자들을 점점 미시적인 세계로 내려가며 설명해가고 있는데요, 기억에 남는 부분은 적절하게 활용된 2가지 과학적 은유였습니다. 하나는 소립자가 질량을 가지게 된 원인으로 규명된 '대칭성의 자발적 깨짐'에 대한 설명이었는데요, 둥그런 테이블에 둘러앉은 사람들 중 한명이 자기 오른쪽의 냅킨을 집어드느냐, 왼쪽의 냅킨을 집어드느냐에 따라서 나머지 사람들이 모두 같은 방향의 냅킨을 집어들게 되는 것에 비유하고 있더군요. 더 인상적인 것은 힉스장이 소립자에 질량을 부여하는 매커니즘을 설명하는 비유였습니다. 파티장에 많은 저널리스트가 모여있을 때, 유명인이 들어오면 많은 저널리스트들이 모여들어 움직이기가 힘들어지는 반면 그렇지 않은 사람은 쉽게 이동할 수 있는 것과 같다는 비유였지요. 비유라는 것은 늘 약간의 왜곡을 수반하기 마련이니만큼 좋지 않게 보는 전문가들도 많은 듯 합니다만, 역시 일반인이 핵심적인 개념을 잡는데 있어서는 비유만한 것이 없다는 생각도 드는군요.
2장부터는 시간을 거슬러올라가 우주 탄생을 설명하기 시작하고 3장에서는 암흑물질을, 4장에서는 암흑에너지를 주로 설명하고 있습니다. 4장에서는 현재 남은 우주의 수수께끼 혹은 과학자들에게 주어진 과제를 요약하여 제시하고 있고요. 설명과정이 연쇄적이라 차례차례 쉬지 않고 읽어나가게 하는 매력이 있었습니다만, 사실 1장만큼 흥미있게 읽지는 못했네요. 1장이 설명과 예가 풍부했던 데 비해서 2장 이후로는 많은 양을 요약하여 말하느라 너무 바쁘게 흘러간다는 인상이 있거든요. 아무래도 제목이 제목인지라 들어가야할 내용이 어느 정도 정해져있어서겠습니다만, 분량을 늘리던가 좀 더 취사선택을 하여 서술해주었다면 제 입맛에는 더 맞았겠다는 생각을 해봅니다.
이쪽 분야의 책을 보다보면 자주 일본이 물리학에서 얼마나 강국인지 깨닫고 놀라게 되곤 하네요. 사실 일본의 교양서는 늘 자국의 업적들을 시시콜콜 서술하는 경향이 있어 조금은 깎아서 읽어야한다는 생각은 듭니다만 그래도 역시 대단하다는 점을 부정할 수 없네요. 역사적 상황의 차이가 있다곤 해도 현실에서 이 정도의 격차가 있다는 것이 안타깝게 느껴지기도 합니다. 한 국가의 힘은 겉으로 드러나는 부분에서보다는 기반에 깔린 부분에서 더 명백하게 드러난다고 생각하는데요, 우리도 우리 자신의 가치체계가 제대로 된 방향을 향하고 있는지 돌이켜볼 필요가 있지 않나 싶습니다. 그런 의미에서라도 더욱 아이들에게도 일독을 권하고 싶은 책이네요. |
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칼 세이건의 코스모스는 대학생들에게 있어서 필독서 중 하나라고 할 수 있다. (내가 알기론 그렇다.) 그래서 도서관에서 빌려 읽고 싶진 않아서 큰 맘 먹고 코스모스 양장본을 구매하였다. 이 책을 구매한 시점에 있어서 왜인지,,,, TV에서도 코스모스를 내셔널지오그래픽채널에서 리메이크 하여서 방영하는게 아닌가!! 그러더니 이 코스모스 시크릿이란 책도 눈에 띄었다. 나에게 있어서 행운이었다. 그냥 코스모스를 읽어나가는 것도 꽤 재미난 상상력을 불러 일으키지만, 부교재 같은 TV 프로그램과 책이라니!! 당근!! 읽어봐야 겠다 싶었다.
이 책! 확실히 것 표지에 쓰여있는 말에 맞게 힉스입자부터 빅뱅 우주론을 이해하기 쉽게 쓰여있었다. 그리고 책을 읽으면서 힉스 입자가 발견됬다고 보기보단, 힉스입자와 비슷한 입자가 발견되었다는 것을 알게되었다. 한때 한국에서도 인터넷에 꽤 자주 눈에 띄었던 것 같다. 우주에 관심은 있지만, 입자따위에 관심을 가져 뭐해;; 라는 느낌에서 제대로 뉴스를 읽어보지 않았던 것이 새삼 내 자신이 한심스러웠다. 결국 이렇게 책을 만날 것을 왜 그때 피했나 싶었다. 힉스입자에 대해 쉽게 정리되어있고, 4가지의 힘에 대해서도 잘 설명되어있다. 이 부분이 가장 맘에 들었던 듯하다. 왠지 우주론에 대해 강의를 들으면 시험에 나올 법한 부분이랄까? (뭐랄까?) 가장 힘에 대해 이해하기 쉽고도 핵심을 알려준 부분이었다.
일단, 정리해서 말하자면 첫번째 챕터는 힉스입자가 주된 내용으로 다루기 때문에 이해하기 어려웠다. 내가 읽었을 땐 두번재 챕터부터 정말 코스모스와 관련된 내용이었다. 그래서인지 술술 읽혀졌다. 그리고 새로운 지식도 늘어나는 듯한 느낌이 들었다. 다만 아쉬운 점이 있다면 지은이가 '아오노 유리'라는 일본 최고의 과학전문기자 였는데, 이 분이 문제라는게 아니라 이분이 일본사람이었던 것이 문제다. 우리나라 말로 해석되어있긴 하지만, 약간의 사고가 일본식이여서 일본식으로 쓰여진 부분이 좀 있었다. 예를 들면, 노벨상 부분이다. 작가가 과학전문기자이기에 노벨상이 받는 시기가 되면, 진작에 받을 만한 과학자를 찍어두고 미리 글을 좀 써두었다가 상을 받게 되면, 그 글을 기사화한다거나 하는부분이다. 우리나라는 아쉽지만 노벨상을 받은 사람이 없기에 글로서는 읽고 이해야 하지만, 우리가 그런 일까지 구구절절 알아야 했을까? 하는 부분이 좀 아쉬웠다. 그리고 우리나라 사람이 '코스모스 시크릿'을 썼다면 우리나라 사람들의 정서에 맞게 쓰여지지 않았을까? 싶다.
다시말하지만, 이 책은 참 쉽게 쓰여지긴 했다. 그런데 여기서 또다른 아쉬운 점이 보인다. 옮긴이가 국어국문과 출신이여서 그런지는 모르겠지만, 한국인이 읽기에 쉬운부분을 그대로 번역하여 옮겨서 그런지 간단하게 수식으로 표현해도 간단하게 이해될 부분이 더러 있는데, 일일이 줄글로 적어서 오히려 그런부분에서 헷갈리게 하였다.
책을 읽으며 이러한 아쉬움을 느끼긴 했지만, 가장 기초가 되는 코스모스의 부속품(?)에서 부터 코스모스의 전체를 볼 수 있는 책이었다는 사실은 변함이 없다. 코스모스를 읽어본 사람. 그리고 코스모스를 읽고 있는 사람. 앞으로 읽은 사람이라면 이 책을 읽어보길 권한다.
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