현대 천문학의 상징, 블랙홀. 사람들이 가장 궁금해하는 대상의 하나이다.

[서울신문 나우뉴스]

- 신이 과연 있는가?

- 외계인이 있나?

- 블랙홀 안으로 떨어지면 어떻게 되나?

일반 사람들이 천문학자를 만나면 대개 다음과 같은 세 가지 질문들을 가장 많이 하는 것으로 나타났다.

신이 과연 있습니까?

외계인이 있나요?

만약 블랙홀 안으로 떨어지면 어떻게 되나요?

이 유서 깊은 질문들에 대해 미국의 한 천체물리학자가 퍽 흥미로운 답을 내놓았다. 물론 과학적인 증거와 자신의 견해를 조합해 만든 것이다. 현재로서는 가장 모범적인 답안이라 생각되어 여기에 소개한다. 참고로 그의 이름은 류(Liu)이며, 뉴욕 스태튼 아일랜드 시립대학 교수임을 밝혀둔다.

-신은 과연 있는가?​

일반적으로 과학이나 천문학은 특별히 신의 존재에 대해 언급할 대목이 별로 없다. 말하자면 그것은 과학이 답할 수 있는 영역이 아니란 얘기다. 과학은 확인된 예측과 증거에 기초해 결론을 도출한다. 하지만 신의 존재는 그러한 결론을 도출할 수 있는 영역의 문제가 아니란 뜻이다. 과학은 존재하는 것에 대한 내용과 변화를 연구할 수 있을 뿐이다.

전임 베네딕트 교황이 다음과 같은 말을 한 적이 있다. “빅뱅 이론은 신이 존재한다는 것을 말해주는 것이다.”

하지만 사실은 그렇지 않다. 빅뱅은 우주의 시초에 일어난 사건일 뿐이다. 그로부터 시간과 공간이 출발한 것이다. 그 이전에는 시간도 공간도 없었다. 많은 사람들은 이러한 천문학적 발견은 신의 존재를 증명해주는 것이라고 굳게 믿는다. 반면에, 또 다른 사람들은 우주가 존재하는 데는 신이 필요치 않다, 신은 존재하지 않는다고 생각한다.

따라서 빅뱅이 신의 존재나 부재를 증명한다고 하는 주장은 터무니없는 것이다. 물론 빅뱅이 '날아다니는 스파게티 괴물'(우주를 창조했다고 우스개삼아 일컬어지는 신)의 존재 여부도 증명해주지 않는다. 이 말은 절대 농담이 아니다. 빅뱅과 신의 존재를 결부시켜 당신이 믿는 것은 맹신일 따름이다.

어떤 사람은 이런 질문까지 한다.

“그렇다면 당신의 생각은 어떻습니까?“

“모르겠습니다.”

우주는 참으로 아름다우며 복잡하고 환상적이다. 나는 지금까지 이 우주를 존재케 한 어떤 전지전능한 신적 존재를 나타내주는 증거라고는 본 적이 없다. 하지만 신이 존재하지 않는다는 증거 역시 본 적이 없다.

-외계인은 있는가?

우주는 너무나 광활한 곳이어서, 이 넓은 우주에서 오로지 한 곳에만 생명이 출현할 확률은 근본적으로 제로다. 한 곳에서 생명이 출현했다면 다른 곳에서도 당연히 출현할 수 있었을 것이다. 그러나 우리는 너무나 장구한 시간과 광막한 공간으로 격리되어 있어 그들의 존재를 감지할 수 없을 따름이다. 언젠가 만날 것이란 보장도 사실 없다.

하지만 지구상에 외계인 거주지가 있다든가, 뉴멕시코 로즈웰에 UFO가 추락했다든가 하는 얘기는 사실이 아니다. 외계인 존재에 관한 증거라고 하는 것들 중 엄격한 과학적 검증을 통과한 사례는 아직껏 하나도 없다.

외계인들과 언젠가 접촉할 수 있을까? 인류의 메시지를 싣고 지구에서 송출된 라디오파가 우주공간을 여행한 지가 50년이 되었다. 이는 곧 50광년의 거리, 곧 500조km를 내달렸다는 얘기다. 그런데 우리은하만 해도 지름이 그 2000배인 10만 광년, 즉 10^18km나 된다. 그 라디오파가 우리은하를 가로지르는 데만도 10만 년이 걸린다는 뜻이다. 따라서 외계인이 비록 우리은하 안에 존재하더라도 그 신호를 수신할 가능성은 거의 없다고 하겠다. 정말 우리와 가까운 데 있지 않는 한 말이다.

그 반대의 경우도 마찬가지다. 외계인이 만약 라디오파 신호를 보냈다 하더라도 정말 가까운 별이 아니면 우리가 수신할 가능성은 거의 없다고 할 수 있다. 그러면 우리가 외계 생명체와 만날 확률이 전혀 없다는 건가? 전혀 없다고는 할 수 없다. 하지만 그럴 경우가 생기더라도 참으로 아주 먼 미래의 일일 것이다.

-내가 만약 블랙홀 안으로 떨어진다면 어떻게 될까요?

두 단계로 대답하겠다. 우리 지구에는 조수 현상이 있다. 달과 지구의 인력으로 일어나는 현상이다. 달의 인력이 작용하는 방향으로 지구가 늘어나는 것이라 보면 된다. 그런데 지구 본체는 대단히 단단하기 때문에 지표가 늘어나는 것은 거의 눈에 띄지 않지만, 바닷물은 다르다. 대단히 큰 움직임을 보이는 것이다. 그게 바로 밀물과 썰물이다.

이제 당신이 블랙홀 가까이 있다고 하자. 블랙홀의 인력은 상상을 초월하는 크기이기 때문에 만약 당신이 머리부터 다이빙한다면 그 머리와 발끝에 작용하는 인력(지구의 조석력과 근본적으로 같기 때문에 조석력이라 한다) 크기의 차이로 인해 당신 몸은 짜낸 치약처럼 엄청 길게 늘어날 것이다. 마틴 리스 경은 이 현상을 ‘스파게티화’라는 용어로 나타냈는데, 참으로 적절한 표현이라 하겠다. 당신의 마지막은 원자보다 작은 입자의 흐름으로 블랙홀 안으로 소용돌이치며 사라질 것이다.

그런데 블랙홀에 빠지더라도 어떻게든 조석력을 이겨내 생존할 수 있는 상황을 가상한다면 더욱 재미있는 사실을 알 수 있다. 블랙홀은 클수록 당신에게 덜 치명적이다. 만약 당신이 빠진 블랙홀이 지구 크기만하다면 당신은 스파게티가 될 운명을 피할 수가 없다. 하지만 그 블랙홀이 만약 태양계만하다면 블랙홀의 사건 지평선(블랙홀에서 되돌아올 수 없는 한계선)에서 느끼는 조석력이 그다지 크지 않아 당신의 몸은 그런대로 원형을 보존할 수 있을 것이다.

그렇다면, 아인슈타인의 일반상대성 이론에서 예측한 시공간의 휘어짐은 블랙홀에서 어떻게 나타날까? 먼저 당신이 블랙홀로 뛰어들 때 빛의 속도에 가깝게 가속하여 돌입한다면, 공간 속을 움직이는 속도가 빠를수록 시간은 느리게 흘러갈 것이다.

그럼 어떤 현상이 벌어지는가? 당신이 블랙홀 안으로 떨어질 때 당신 바로 앞에는 당신보다 먼저 떨어진 것들이 보일 것이다. 그것들은 당신보다 더 많은 시간 지체를 겪었기 때문이다. 만약 뒤쪽으로 돌아볼 수 있다면, 당신보다 늦게 블랙홀 안으로 떨어진 모든 것들을 볼 수 있을 것이다.

결론적으로 말해, 당신은 당신이 있는 그 지점의 우주의 전 역사, 곧 빅뱅에서 먼 미래까지의 역사를 동시에 볼 수 있다는 뜻이다.

이광식 통신원 joand999@naver.com

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