영화 | 파라마운트 픽처스·

공상과학(SF)영화는 비교적 호불호가 많이 갈리는 장르입니다. 황당한 얘기라며 정통 드라마가 진짜 영화라는 사람도 있지만 현실에 없는 세계를 본다는 매력에 푹 빠진 이들도 많으니까요. 하지만 생각해보면 SF라고 해도 과학적인 사실관계에 충실할수록 극적인 완성도가 높아지는 경향을 볼 수 있습니다. 관객들도 알 만한 과학적 사실을 정교하게 동원해 만든 영화가 공감대도 얻기 쉽고, 좋은 흥행 성적으로도 이어지니 말입니다. 그래서 한번 따져 봤습니다. SF 영화 속 과학, 얼마나 믿을 만할까요?

텔레비전 시리즈부터 시작한 SF영화의 고전 을 먼저 들여다 봤습니다. 의 백미는 역시 ‘워프 드라이브’ 장면이죠. 초대형 우주선 엔터프라이즈호를 이끄는 제임스 커크 함장이 자신의 의자에 깊게 몸을 묻고는 초광속 비행을 명령하면 우선 후미에 달린 엔진이 서서히 빛을 뿜기 시작합니다. 곧 다음 장면은 현대의 어떤 엔진도 흉내내지 못하는 급가속 상황으로 이어지며 엔터프라이즈호를 우주 저편으로 빠르게 밀어냅니다. 에서도 워프 드라이브는 기술적 측면에서 조심스러운 시도로 묘사됩니다. 탑재된 엔진의 기능이 정상치로 올라오지 않으면 실행하기 어렵고, 워프 드라이브 중 적의 공격을 받으면 우주선에 치명적인 상처가 생깁니다.

그런데 이런 워프 드라이브, 현실로 만들겠다는 학계의 진지한 논의가 있습니다. 1994년 멕시코의 이론물리학자 미구엘 알쿠비에르 박사는 워프 드라이브, 다시 말해 빛보다 빨리 날아가는 상황이 가능하다는 연구결과를 발표했습니다. 내용은 이렇습니다. 빛보다 빨리 갈 수 있는 물질은 없다는 게 아인슈타인의 물리학 이론이고 현재로선 이 이론이 맞다고 보는 게 타당하다는 겁니다. 그렇다면 빛보다 빨리 달리지 않고 결과적으로 빛만큼, 또는 빛보다 더 빨리 움직이는 방법은 뭘까를 고민했다는 거죠. 결과적으로 알쿠비에르 박사는 공간을 왜곡시키는 방법을 택했습니다.

우리 우주에는 물질과 물질이 서로 잡아 당기는 힘인 ‘중력’도 있지만 서로 밀어내는 힘인 ‘척력’이라는 것도 있습니다. 이 둘이 균형을 이루며 우주를 형성하데요, 척력은 ‘암흑 에너지’라는 것에서 나옵니다. 존재는 짐작되지만 정확히 실체가 무엇인지 몰라 ‘암흑 에너지’라는 독특한 이름이 붙어 있는 건데요, 알쿠비에르 박사 이론의 핵심은 바로 이 암흑 에너지를 사라지게 하는 겁니다. 특정 우주선 앞에서 암흑 에너지가 내뿜는 척력을 사라지게 하면 우주선이 앞으로 밀리며 이동하는 상황이 된다는 거죠. 그런데 공간을 축소시키는 건 빛의 속도에 제약을 받지 않기 때문에 빛보다 빨리 이동하는 게 가능하다는 겁니다.

우리가 특정 지점에서 이동을 할 때 두 다리를 움직여 걷거나 뛸 수도 있지만 무빙워크를 타고 이동할 수도 있는 것과 비슷한 상황입니다. 묘한 표현이지만 자신은 움직이지 않았지만 결과적으로 움직인 상황이 되는 거죠. 아인슈타인의 물리학 이론을 깨지 않고도 결론만 놓고 보면 빛의 속도를 넘는 비행이 가능하다는 얘기입니다.

그럼 이 워프 드라이브, 정말 가능한 걸까요? 흥미롭게도 2015년에 나온 외신을 보면 미국항공우주국(NASA)에서 워프 드라이브 엔진을 개발하고 있다는 기사들을 꽤 많이 볼 수 있습니다. NASA 엔지니어가 어느 행사장에서 했다는 얘기를 옮긴 기사인데, 워프 엔진을 개발 중이고 시험도 진행하고 있다는 겁니다. 정말일까요? NASA 홈페이지를 뒤져봤습니다. 그랬더니 2015년 3월에 ‘워프 드라이브는 진짜일까요?’, 그러니까 ‘Is Warp Drive Real?’이라는 제목을 단 NASA의 공식 게시물을 볼 수 있었습니다. 게시물에는 “현재 빛의 속도로 여행하는 건 상상의 영역이다. 가까운 미래에 워프 드라이브는 꿈으로 남아 있을 것이다”라고 쓰여 있었습니다. NASA가 구상 중인 차세대 엔진 개발 방향도 제논 같은 물질을 뒤로 쏘는 이온추진 로켓이라는 설명도 덧붙여 있었고요. 당연히 이건 광속 엔진이 아닙니다. 당시 외신 기사는 행사장에서 나온 워프 드라이브와 관련한 발표 내용에 대한 오해가 있었거나 원론적인 연구에 대해 너무 큰 가치를 부여했던 것으로 보입니다. 한마디로 가까운 시일 내 워프 드라이브를 실천할 방법은 없다, 이런 얘기입니다.

■블랙홀 볼 수 있을까?

영화 는 어떨까요? 전체가 사실 현 시점에서 보면 이론적으로만 가능한 내용으로 꽉 채워져 있습니다. 웜홀이 자리 잡은 토성 주변으로 유인 우주선을 보내는 것부터 인류는 아직 한 번도 해보지 않은 일이죠. 웜홀을 통과해 또 다른 은하계로 이동하고, 이곳에서 중력에 따라 시간이 빨리도, 또는 느리게도 흐르는 상황을 경험하는 것 모두 지금은 물리학 교과서에서만 생각할 수 있는 일입니다. 그런 상상의 백미는 영화 속 주인공인 쿠퍼(매튜 맥커너히 분)가 블랙홀 가까이로 이동해 우주선 밖으로 보이는 블랙홀을 경탄 어린 눈빛으로 쳐다보는 장면입니다. 모자처럼 볼록하게 솟아오른 밝은 빛이 검은 덩어리 주변을 휘감고 있는 모습은 SF영화 팬을 열광시키기에 충분했습니다. 그런데 블랙홀은 말 그대로 ‘검은 구멍’입니다. 블랙홀 주변이 이렇게 밝다는 게 정말 가능한 일일까요? 빛의 속도로 가도 수만 년, 많게는 100억 년 넘게 떨어져 있는 블랙홀 주변까지 어떻게 날아갈 것인지, 블랙홀 주변의 고온과 엄청난 중력을 어떻게 이겨낼 것인지에 대한 대책이 서 있다면 블랙홀 근처에서 광학 망원경을 들이대고 눈으로도 이런저런 색상의 빛을 관찰할 수 있을 것으로 과학자들은 보고 있습니다.

영화 속 블랙홀 ‘가르강튀어’

하지만 현실은 그렇지가 않죠? 블랙홀까지 날아갈 수 없다면 유일한 수단은 천체 망원경인데 자체적으로 뿜는 빛이 없는데다 지구에서 죄다 원거리에 있는 블랙홀을 눈으로 볼 수 있는 빛, 즉 가시광선으로 관측하는 건 불가능합니다. 그래서 동원된 게 전파망원경입니다. 전파는 블랙홀의 중력을 뿌리치고 나올 수 있습니다. 이 전파를 이용해 이벤트호라이즌망원경(EHT) 프로젝트에 참가한 세계 연구진이 지난 4월 블랙홀을 최초로 촬영해 큰 화제가 됐습니다. 블랙홀을 눈으로 식별할 수 있는 사진으로 만난 건 이번이 처음이기 때문이죠. 하지만 당시 불그스름한 도넛처럼 찍힌 블랙홀의 사진은 인위적으로 색깔을 입힌 겁니다. 전파는 색깔이 없기 때문이죠. 수신된 전파를 미리 약속된 규칙에 따라 누구나 블랙홀의 존재를 식별할 수 있게끔 색칠한 겁니다. 정확히 말하면 이 동그란 모양새도 사실 블랙홀이 아니라 블랙홀의 가장자리라고 보는 게 합당합니다.

지난 4월 EHT연구진이 공개한 블랙홀 모습. 일반적인 광학망원경으로는 관측이 불가능한 이 블랙홀을 보기 위해 연구진은 세계 곳곳에 있는 8개의 전파망원경을 동기화했다.

가시광선으로 볼 수 있는 천체들이 한정적이라면 우리가 인터넷에서 흔히 보는 멋진 성운이나 성단들은 어떻게 찍은 걸까요? 이런 사진들은 대개 지구 궤도를 돌고 있는 허블우주망원경의 작품입니다. 1990년부터 임무를 시작했는데, 주로 가시광선을 이용해 촬영을 합니다. 자외선이나 적외선도 찍을 수 있는 현대의 최신 우주망원경과는 다르죠. 허블망원경의 필살기는 카메라를 장기간 특정 천체에 노출해 최대한 많은 빛을 받아들이는 겁니다. 한 영역에 3주까지 카메라를 들이대고 빛을 최대한 흡수하는 일도 있습니다. 가시광선을 이용하긴 해도 이런 다양한 노력 덕택에 지금까지 허블망원경이 찍은 천체 사진만 150만 장입니다.

■지구가 떠돌이 행성이 된다면?

이번엔 마지막으로 올해 개봉한 얘기를 해보겠습니다. 진보된 중국 SF영화의 수준을 보여 준 작품으로, 우선 상상력의 크기가 기존 SF영화와는 완전히 다릅니다. 지구에 엔진 1만 개를 달아 태양의 중력을 뿌리치고 다른 별 주변으로 ‘이사’를 간다는 거죠. 이런 일이 가능할까요? 결론부터 얘기하면 현대의 과학적 상식으로는 지극히 어려운 일입니다. 태양계는 태양이 각 행성을 잡아당기는 중력의 힘으로 유지되는데, 이 중력은 질량에 비례합니다. 그런데 태양계 전체 질량의 99%가 태양입니다. 한마디로 몸무게 100㎏짜리 건장한 성인과 갓난아기가 힘으로 대결하는 것과 비슷한 상황입니다. 결과는 안 봐도 뻔한 일이겠죠.

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혹시 지금과 완전히 다른 엔진이 나온다면 가능할까요? 는 수십 세기 뒤 미래가 아니라 비교적 가까운 시점을 시간적인 배경으로 합니다. 그런데 지금 인류의 로켓공학 수준은 1960년대 인간을 달에 보냈을 때와 크게 달라지지 않았습니다. 액체 수소 또는 정제된 등유인 ‘케로신’을 연료로 쓰는 것이나 이런 연료가 일으킨 화학적인 폭발력으로 추진체를 공중으로 띄운다는 기본적인 원리도 50년 동안 큰 변화 없이 이어지고 있죠. 에서는 지구를 밀어내는 추진기의 에너지를 바위를 부숴 만든다는 대사가 잠깐 나오기는 하지만 과학적인 원리에 대해선 세세히 설명하고 있지 않습니다. 아마도 설득력 있는 원리를 설명하기가 곤란해서 그렇게 처리한 부분도 있지 않았나 생각합니다.

하지만 의 설정이 모두 비과학적인 건 아닙니다. 가장 크게 꼽을 수 있는 게 지구가 떠돌이 행성이 된다는 내용입니다. 우리 우주에는 이런 행성이 다수 있는 것으로 학자들은 보고 있습니다. 애초 홀로 태어났거나 행성계로 예기치 못한 천체가 접근하며 중력의 교란이 일어나 외부 우주로 내쳐진 경우입니다. 처럼 인위적인 노력이 아니라 천체 간의 움직임에 따라 생긴다는 점이 다릅니다. 이 영화가 가진 독특한 특징은 또 있습니다. 지구인 전체가 새로운 별 근처에서 새 삶을 꾸릴 후손을 위해 ‘승무원’을 자처한다는 점입니다. 지나치게 많은 빛과 열을 내뿜는 태양을 피하는 것에 그치지 않고 수천 년에 걸친 우주여행을 떠나는 것이기 때문입니다. 수십억 년 뒤 태양은 정말 ‘적색거성’ 단계로 넘어가 덩치가 엄청나게 부풀고 영화에서처럼 지구 궤도를 삼킬 겁니다. 그때 인간은 어떤 선택을 하게 될까요. 궁금한 일입니다.

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