질량의 밀도
E=mc2으로 보는 세계 그리고 우리의 생각
우리의 몸은 질량을 가지고 있다. 원하는 질량이 되던 과하게 무겁든 간에 어쨌든 질량이 있어야 이 땅에 지지하고 살아갈 수 있다. 누군가는 지구가 너무 강하게 당기는 느낌을 받고 어떤 이는 가뿐하게 느껴질지도 모른다. 질량보존의 법칙에 의해 지구의 질량이 일정하게 유지된다면 에너지는 어디로 가는 것일까. 아인슈타인 이전까지는 에너지와 질량은 전혀 다른 것이라고 간주되어 왔다. 질량은 존재의 영역에 속하지만 에너지는 인식의 영역에 속하기 때문이다. 지금도 우리는 에너지를 손으로 들고 그 무게를 측정할 수는 없다.
우리가 모두 사용하고 없으면 안 되는 에너지는 질량에서 에너지로 에너지에서 질량으로 전환이 되고 있다. 석탄이나 석유등을 태워서 열을 만들고 그 열은 전기 에너지를 만들게 된다. 질량이 에너지로 전환이 되는 것이며 그 에너지는 다시 질량으로 전환이 되는데 그것은 상대성 이론으로도 증명이 되었다. 화려하면서 날렵하게 만들어진 스포츠카를 타고 고속도로를 질주한다고 치자. 200km 정도까지 가속을 하고 나서 더 이상 가속하려면 더 많은 에너지가 필요하다. 100km까지 올라가는 시간을 제로백이라고 하지만 300km까지는 보통 언급되지는 않는다.
사용하는 에너지중에 가장 큰 에너지를 내는 것은 지금까지 알려진 바로는 원자력이다. 원자력은 물질을 결합하고 있는 작은 부분을 깨거나 융합해서 만드는 에너지로 전기를 만들기도 하지만 원자폭탄과 같은 핵분열을 만들기도 한다. 우주가 창조된 빅뱅 시기에는 10억 도 이상의 엄청난 온도에서 질량과 에너지가 서로 자유롭게 변환될 수가 있지만 그 온도에서 살아 있을 수 있는 생명체가 없으므로 현재의 순간만을 언급해 본다.
시간과 공간은 그 속에 들어 있는 질량과 에너지의 분포에 따라 구부러지거나 휘어져 있게 된다. 지구라는 행성에 살고 있는 우리는 거의 눈치채지 못하고 살아간다. 태양의 질량이 시간과 공간을 휘게 만들기 때문에 지구가 4차원 시공간 속에서 직선으로 움직임에도 불구하고 지구는 3차원에서 원 궤도를 따라 움직이는 것처럼 보이게 된다. 상대성이론은 빛의 속도가 모든 관찰자에게 동일하며, 물체가 빛의 속도에 가깝게 움직일 때 어떤 일이 일어나는지를 기술하는 데 매우 성공적이었다. 그렇다면 모든 물체 사이에 서로 끌어당기는 힘으로 보면 어떻게 될까.
세상은 모든 물체가 이동하면 다른 하나에 미치는 힘도 동시에 변화를 일으키게 된다. 그것은 빛의 속도를 넘어선 무한한 속도로 즉시 전달이 된다. 사람은 그걸 느끼지 못할 뿐이다. 우리가 매일매일 내리는 결정과 이동 혹은 사람과의 관계 역시 그렇게 빠르게 전달되지만 그것이 쌓인 다음에야 결과가 나타나게 된다. 우리가 태어나고 자라서 먹고 마시고 배출하면서 질량은 끊임없이 변화하게 된다. 생체주기에 따라 나이를 먹게 되면 몸에 쌓인 질량을 에너지로 배출하는 속도가 느려지게 된다.
사람 몸속의 밀도가 높아져서 질량이 커지면 보통 여러 가지 문제가 생겨난다. 성인병이라고 말하는 질병들이 생겨나는 것은 적당한 밀도가 아니라 과도한 밀도에 의해 세포들 간에 간격을 유지하기 못하기 때문이기도 하다. 빛은 시공간 속에서 가장 가까운 경로를 따라 움직이지만 사람은 그렇게 가까운 경로를 알지를 못한다. 그래서 방향성이 중요하다. 삶의 지향점이 있는 곳으로 가는 방향성을 분명히 스스로 인식하고 있다면 조금은 돌고 때로는 높은 곳도 올라가고 낮은 곳으로 내려가기도 하지만 결국 가까운 경로로 이동하게 된다.
아인슈타인의 상대성이론에 따르면 에너지는 질량과 속도의 제곱이 등치 되어 있다. 삶에도 에너지가 필요하다. 삶의 에너지는 우리가 살면서 얻을 수 있는 다양한 생각의 질량 속에 살아갈 수 있는 시간 혹은 속도의 제곱과도 연결이 된다. 나이가 많아질수록 사용한 질량은 많아지고 시간의 제곱은 더 작아진다. 시간이 가지는 힘이 삶에서 점점 줄어들게 된다는 의미이기도 하다. 삶의 에너지를 얻을 수 있는 시간은 짦아지고 지금까지 경험했던 질량만이 더 커지게 된다. 물론 몸무게가 많은 사람이 더 적은 시간을 사용해야 한다는 의미는 아니다.
태어나면서 우리는 질량을 부여받고 보통은 질량을 늘려가면서 살아가게 된다. 늘려가는 질량이 어느 정도가 되면 만족하게 될지는 모르겠지만 적어도 삶의 질량은 우리가 살아가게 하는 삶의 에너지와도 밀접한 관련이 있다. 누구나 가지고 있는 속도 혹은 시간은 점점 줄어들게 된다. 군더더기 없는 삶의 질량을 만들어가는 것은 아인슈타인의 상대성이론처럼 이해하기가 쉽지 않지만 그럼에도 불구하고 풀어야 할 인생의 난제다.
