인간들이 '상대성 이론'을 비밀로 하는 이유 (2)
고슴도치의 생각대로 우주에는 시간이 빠르게 흐르는 곳과 느리게 흐르는 곳이 따로 있다. 마치 잘 저어지지 않아 군데군데 덩어리가 남은 스프처럼, 시공간이 뭉쳐 있는 곳과 풀려 있는 곳이 따로 존재하는 것이다. 동물들의 눈에는 밤하늘이 균질해 보이지만, 수많은 항성과 우리 눈에 보이지 않는 블랙홀들로 인해 시공간은 곳곳에서 뒤틀리고, 뭉쳐져 있다.
중력파
내친 김에 고슴도치의 사고실험을 좀 더 따라가 보자. 고슴도치는 시공간을 '뭉치고 풀수' 있다면, 그 시공간을 가지고 장난을 칠 수도 있다고 생각했다. 그 장난은 바로 시공간을 가지고 파도를 만드는 것이다.
물속에서 팔다리를 휘저으면 물결이 퍼져 나가는 모습을 떠올려보자. 우리의 움직임에 한순간 힘을 받은 물은 잠시 압축되었다가 다시 풀리며 파도를 만들어낸다. 바로 파동이 만들어지는 것인데, 동물들은 누구나 이런 현상을 몸으로 느껴본 적이 있다.
고슴도치 같은 동물들은 이렇게 상상했다.
"그렇다면, 지구 같은 물체에 막대를 꽂고 마구 휘두르면 시공간에도 파도가 생겨나지 않을까?"
동물들은 이것을 사고실험으로만 상상할 뿐 직접적으로 실험할 수 있는 관측기기가 없었다. 하지만 이 생각은 인간들의 실험에 의해 사실이었음이 알려진다. 2015년, 인간들의 레이저 간섭계 중력파 관측소(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, 줄여서 LIGO)에서는 블랙홀이 충돌할 때 생기는 시공간의 파도 즉 '중력파'를 검출해낸 것이다. 이는 앞서 설명한 '일반 상대성 이론'의 직접적인 증거가 될 수는 첫 발견으로, 이 소식을 전해들은 고슴도치, 고양이, 그리고 두더쥐를 비롯해 이 주제에 관심이 있는 동물들은 뜨거운 환호성을 지르게 된다.
계속...
1) 그림에 등장하는 공룡은 『AI (Animal Intelligence)』스토리에 나오는 ‘라플라스’라는 이름의 티라노사우루스이다. 비록 공룡은 오래전에 멸종했지만, 라플라스는 중요한 개념을 설명할 때면 가끔 특별 출연을 해준다.