솔라 프루브 탐사선의 마지막 송신
과학 분야에서 일하는 인문학 전공자의 세계에 대한 질문 — No. 5
마야는 아침 커피를 마시며 오래된 신문 기사 스크랩을 다시 읽었다.
2019년 3월 12일자 기사:
"태양의 질량은 지구의 약 33만 배에 달한다. 이 정도로 거대한 천체는 자체 중력으로 인해 고체 상태를 유지할 수 없다. 따라서 태양은 기체로 구성되어 있을 수밖에 없다. 하지만 인류는 아직 태양 표면에 직접 가본 적이 없기 때문에, 엄밀히 말하면 이것은 추론이지 확인된 사실은 아니다."
마야는 천체물리학 박사다. 그리고 2098년, 인류 최초의 태양 탐사 프로젝트 "솔라 프루브"의 데이터 분석 책임자다.
오늘은 탐사선이 태양 코로나를 통과하는 날이다.
마야는 이 기사를 읽으며 항상 같은 질문을 던진다.
태양이 실제로는 고체로 구성되어 있으면 어쩌나?
우리가 79년간 믿어온 모든 모델이, 관측이, 계산이, 만약 틀렸다면?
물론 말도 안 되는 가정이다. 태양 표면 온도는 5,500도다. 그 온도에서 고체 상태를 유지하는 물질은 존재하지 않는다. 분광 분석도 명확하다. 수소 73%, 헬륨 25%, 기타 2%. 전부 기체다.
하지만 마야는 계속 이 질문을 던진다.
왜냐하면 그녀는 안다. 우리가 확신하는 것들은 대부분 '관찰'이 아니라 '추론'이라는 것을.
[과학자의 노트]
귀납적 추론의 한계에 대한 짧은 메모.
과학은 귀납적 추론에 의존한다. 우리는 수천 번의 실험을 통해 패턴을 발견하고, 그 패턴이 항상 성립할 것이라고 가정한다. 태양이 떠오른 것을 수십억 번 관찰했으므로, 내일도 태양이 뜰 것이라고 믿는다.
하지만 철학자 데이비드 흄은 말했다: 아무리 많은 관찰도 보편적 진리를 보장하지 못한다. 백조를 만 번 봤는데 전부 하얗다고 해서, 검은 백조가 존재하지 않는다는 증명은 아니다.
과학의 모든 법칙은 "지금까지 관찰한 바로는"이라는 단서가 붙어야 한다. 우리는 태양을 관찰했다. 하지만 태양에 가본 적은 없다.
오전 10시 47분, 솔라 프루브 탐사선이 코로나를 통과하기 시작했다.
관제실의 모든 화면에 데이터가 쏟아졌다. 온도, 자기장, 입자 밀도, 복사 강도.
마야는 숨을 멈췄다.
모든 수치가 예측과 일치했다. 코로나 온도 200만 도. 플라즈마 입자 밀도 10^15 개/m³. 자기장 강도 0.01 테슬라.
"정상입니다." 옆의 동료가 말했다. "모든 게 이론대로예요."
마야는 고개를 끄덕였다. 하지만 마음 한구석이 이상하게 가라앉았다.
왜일까?
오후 2시, 탐사선이 광구층에 진입했다. 태양의 '표면'이라고 부르는 곳. 여기서부터는 인류가 직접 관측한 적 없는 영역이다.
센서가 새로운 데이터를 보내왔다.
[광구층 진입 - 깊이 0km]
온도: 5,778K
압력: 0.0001 기압
밀도: 예상치의 98.7%
상태: 기체밀도가 예상보다 1.3% 낮다. 오차 범위 내지만, 신경 쓰였다.
마야는 화면을 응시했다.
"더 깊이 들어가요." 마야가 말했다.
탐사선은 광구층을 뚫고 들어갔다. 500km, 1,000km, 1,500km.
깊이 2,000km에서 이상한 신호가 왔다.
[광구층 - 깊이 2,000km]
온도: 8,200K
압력: 0.3 기압
밀도: 예상치의 89.2%
이상 감지: 음파 속도 불일치
"음파 속도가 왜 틀리죠?" 동료가 물었다.
마야는 계산기를 두드렸다. "밀도가 낮으면... 소리가 더 느려야 하는데, 지금은 더 빨라요."
"센서 오류 아닐까요?"
"아뇨." 마야가 화면을 확대했다. "패턴이 있어요. 불규칙한 오류가 아니에요."
탐사선이 깊이 5,000km에 도달했을 때, 마야는 무언가를 깨달았다.
밀도가 예상보다 낮다. 하지만 음파 속도는 빠르다.
이것은... 내부에 더 단단한 무언가가 있다는 뜻이 아닐까?
"계속 들어가요." 마야의 목소리가 떨렸다.
10,000km, 15,000km.
그리고 깊이 20,000km에서, 탐사선이 마지막 메시지를 보냈다.
[광구층 - 깊이 20,000km]
온도: 32,000K
압력: 150 기압
밀도: 예상치의 12.1%
상태: ████
[신호 두절]
관제실이 조용해졌다.
마야는 마지막 데이터를 보며 생각했다.
밀도가 12%밖에 안 된다. 거의 진공에 가깝다.
그렇다면 태양의 질량은 어디에 있는 걸까?
우리가 보는 태양은 껍데기일 뿐,
진짜 태양은 그 안에 숨어 있는 게 아닐까?
마야는 노트에 적었다.
“태양이 실제로는 고체로 구성되어 있으면 어쩌나?”
답: 우리가 틀렸을 가능성은 항상 존재한다. 관찰은 진실의 일부만 보여준다. 태양 표면은 기체다. 하지만 중심부는? 우리는 아직 모른다.
솔라 프루브 탐사선은 깊이 20,000km에서 무언가를 발견했다. 밀도가 극도로 낮은 층. 그 아래에 뭔가 다른 것이 있다는 증거.
어쩌면 태양은 속이 빈 공일지도 모른다. 또는 중심에 상상할 수 없는 밀도의 핵이 있을지도 모른다. 우리가 '고체'라고 부를 수 없는 형태의 물질이.
확실한 것은 하나. 우리는 아직 모른다는 것. 그리고 모른다는 것을 아는 것이, 안다고 착각하는 것보다 낫다는 것.
마야는 창밖을 봤다. 태양이 빛나고 있었다.
79년간, 아니 수천 년간 인류는 저 빛을 보며 태양을 안다고 생각했다.
하지만 우리는 표면만 봤다.
깊이 20,000km에서 신호가 두절된 지금, 마야는 확신한다.
우리가 아는 것은 극히 일부이고, 우주는 여전히 우리의 상상을 배신할 준비가 되어 있다.
그리고 그것이 과학을 계속하는 이유다.
틀릴 수 있다는 것을 인정하고, 다시 질문을 던지는 것.
마야는 새 프로젝트 파일을 열었다.
제목은 "솔라 프루브 II: 태양 중심핵 탐사 계획"이었다.
글 · 잡학도서관 모따모모