코스모스 끝까지 읽기

#8, 시간과 공간을 가르는 여행 – 빛이란?

by 여름지이

아인슈타인의 특수상대성 이론에 대해 말하며 우주여행은 공간뿐 아니라 시간과도 밀접한 관계를 맺고 있다고 한다. 상당히 이해하기 어려운 내용이었으나(이 부분을 칼 세이건도 제일 못썼다 함. 누구든 잘 쓰기 어렵단다) ‘시간과 공간을 가르는 여행’이라는 멋진 표현에 조금이라도 다가가기 위해 그래도 견디며 읽어 보았다.


우주에 관한 다큐나 영화를 보면 동시대에 다른 시간을 살고 있는 사람들이 나온다. 우주에서 지구로 돌아와 보니 주변 사람들이 훨씬 늙어 있다거나, 쌍둥이 자매가 우주와 지구에 살며 서로 교신을 하는데 아이와 어른의 모습이 된 상황. 같은 시간을 살았는데 왜 이렇게 달라져 버린 걸까? 아인슈타인은 어릴 때부터 빛의 속도로 이동할 수 있다면 세상이 어떻게 보일 것인지에 대해 깊이 고민하기 시작했다. 빛의 속도로 여행을 한다? 그런데 갈릴레오의 상대속도 이론(속도는 관찰자의 위치에 따라 달라진다)에 의하면 내가 빛의 속도로 가면, 즉 상대(빛)와 내가 같은 속도로 가면 각자는 정지해 있다고 느낀다. 이런 경우가 시간이 흐르지 않는다, 늙지 않는다가 될까? 하지만 빛은 언제나 초속 30만 킬로미터로 일정하게 나아간다. 어떤 물체에서 반사되거나 방출된 빛은 그 물체가 움직이든 움직이지 않든 상관없이 동일한 속도로 진행하는 것이다. 속도는 상대적인데 빛은 변하지 않는다? 그럼 변하는 건 무엇일까? 아인슈타인은 그동안 절대적인 거라고 믿었던 시간을 의심하기 시작한다. 동시에 치는 번개가 동시가 아닐지도 모른다고. 다큐를 보면 우주선 안에서 광자 시계로 잰 7초의 시간으로 우주선 밖에서 간 거리를, 바깥에서 다시 시간으로 재면 10초가 되었다. 공간에 따라 시간이 다르게 나타난 것이다! 우리가 경험하는 세계는 좀처럼 이런 일이 없지만 보이지 않는 세계, 저 너머 우주에는 이런 현상이 정말 존재할까? 블랙홀, 웜홀이 이런 공간인가? 관련 영화들이 떠오르기도, 정리는 안 되고 자꾸 생각이 실타래처럼 얽히는 기분이다...


빛은 과거로부터 온 소식이라 했다. 만약 어젯밤 밤하늘에 영롱히 빛나는 별들을 봤다면 그 별들의 광자는 아주 오래전에 그 별을 떠난 것이고 우리는 이제야 보는 것이다. 그 오래 전이 75년, 100년, 80억, 100억 전 이라니... 사실 상대성이론이란 걸 이해한다는 게 어려운 일인 것 같고 이렇게 함 찔러는 봤지만 글쎄... 세상을 완전히 바꾸어 놓은 엄청난 이론이라는 의미도 현실적으로 연결되지 않는다. 인간의 삶을 우주공간으로 확대하면 하루살이에 불과하여 창백한 푸른 점에 달라붙어 아주 짧은 시간 동안만 반짝하고 사라지는 존재라는 생각만 점점 선명해진다.. 그런데 아이러니하게도 그 짧은 시간 동안 인간은 눈에 안 보이는 것을 무한히 상상하고 현실화시키며 계속 나아간다는 것이다. 지구에 살아있어 지구환경 균형에 원자만큼 도움되는 거 외에는 어떤 영향력도 없는 나 같은 존재도 그 보이지 않는 세계가 궁금해 오리무중의 공부를 하고 있으니 말이다.


동화 <풀빛 일기>를 생각하면 얽혔던 뇌에 온기가 들어오는 기분이다. 꿩 형제들의 이름, 햇빛, 달빛, 별빛, 놀빛, 물빛, 풀빛이 다시 반짝이고. 작가 김우경 선생은 아픈 몸으로 시골이라는 작은 세계를 살았으나 빛의 특별함을 이미 알았던 것이다. 생물학자, 시인, 농부는 같은 카테고리라 했는데 천문학자도 넣어야겠다.