미스테리 끄새

youtu.be/Hvc2Ur4Mdtg 앨퍼, 베타, 가모프가 제창한 ‘알파-베타-감마’에 대한 논문이 우주가 팽창하는 역동적이라는 것을 알려주었지만 과학계의 최전선에 있는 주류 과학자들은 우주의 팽창을 여전히 선뜻 받아들이지 않았다. 사실 현재와 같은 거대한 우주가 폭발로 생겨났고 단 5분(3분) 만에 모든 물질이 만들어졌으며 현재도 우주가 부풀고 있다는 것을 인정한다는 것이 간단한 일은 아니다. 하지만 그들이 르메트르의 우주 모형에 단단한 물리적 배경을 입혔는데 학자들이 이의를 제기하는 것은 헬륨보다 무거운 원소들이 만들어지는 과정을 설명하지 못했기 때문이다. 그들의 지적에 앨퍼는 헬륨보다 무거운 원소를 만드는 일은 계산만으로 보이는 것이 미진하다고 생각하지 않을 수 없었다. 문제는 헬륨 다음으로 무거..

youtu.be/ScrsJVL6Wgg 빅뱅 이후를 설명하는 것은 비교적 수월하다. 우주의 역사를 담은 필름을 거꾸로 돌려보면 여섯 단계의 중요한 사건들과 만난다. 각 단계에서 우주는 근본적인 변화를 겪는데 이를 ‘냉각’이라 부른다. ① 10^-43초 : 이 기간을 양자역학의 아버지인 막스 플랑크의 이름을 따서 ‘플랑크 시간’이라 부르는데, 탄생으로부터 이때까지 모든 힘은 하나였다. 물질의 입자들은 가장 기본적인 모습을 하고 있었고 단일한 힘을 매개로 하여 상호작용을 하고 있었다. ② 10^-33초 : 강력이 전자기 약력과 결합하고 중력이 혼자 남는다. 이 단계에서 두 가지 중요한 사건이 일어나는데 하나는 우주가 소립자만한 크기에서 커다란 레몬만한 크기로 팽창한다. 이 과정을 인플레이션이라 부른다. 이때 ..

youtu.be/tk9uU_alalM 우주가 생긴 시점에서 생각해 보아도 우주의 양 끝은 다녀올 수 없는 거리다. 우주의 역사 초기에는 우주의 크기가 아주 작았겠지만 우주가 생긴 지 얼마 안 돼 끝에서 끝까지 갈 시간은 부족하다는 뜻이다. 우주의 모든 지점에서 이런 문제가 생기는데 이는 빛의 속도보다 빠르게 달리지 않으면 불가능한 일이다. 이를 현 과학 단계에서 설명해주는 것이 인플레이션 이론이다. 그러나 우주의 인플레이션 이론은 현대 과학 즉 상대성이론이 지배하는 우주에서는 매우 이해하기 어려운 면이 있는 것은 사실이다. 그럼에도 불구하고 인플레이션 이론이 도출된 것은 빅뱅우주론에 두 가지 결정적인 문제점이 있기 때문이다. 그것은 우주의 평탄성 문제(flatness problem)와 지평선 문제(hor..

youtu.be/WFMopCfbOfY 빅뱅은 워낙 물리학계의 화두이므로 다시 부언하여 설명한다. 앞에 설명한 것과 다소 중복되는 설명도 있지만 이는 그만큼 빅뱅이 중요한 의미를 갖고 있다는 뜻도 된다. 아인슈타인이 상대성이론으로 뉴턴 역학이 풀지 못하는 분야, 즉 우주로 학문을 넓혀 놓은 이래 많은 학자들이 우주에 대한 궁금증을 풀기 위해 도전했다. 사실 우주의 기원에 관한 질문은 근원적인 질문이다. 그것은 결국 우리가 살고 있는 우주를 탄생하게 만든 무언가가 반드시 존재해야 한다는 것이다. 그렇다면 또 다시 불가피하게 그 무언가를 존재하게 만든 원인은 또 무엇인가라는 물음에 직면하게 된다. 이런 식으로 계속 꼬리를 물게 되면 어느 누구나 결론적으로 모른다고 대답하게 마련이다. 기독교에서는 신이 우주를 ..

youtu.be/zL9mDgE_YH0 르메트르가 기본적인 빅뱅이론의 아이디어를 제시했지만 일반적으로 빅뱅이론의 창시자는 가모프(George Gamow)로 인식된다. 그것은 제2차 세계대전 말에 이루어진 원자폭탄의 개발로 우주에 대한 인식에 획기적인 변환이 일어났기 때문이다. 우주가 팽창하고 있다는 것은 영화 필름을 거꾸로 돌리는 것과 마찬가지로 과거로 거슬러 올라가면 먼 은하일수록 더 빨리 우리에게 접근해 와서 어느 시점에 이르면 모든 은하가 한 곳에 모이게 된다. 결론은 과거에는 우주가 현재보다 작았다는 이야기가 된다. 즉 우리의 우주에는 분명히 ‘시초’가 있었다는 것이다. 여기에서 주의할 일은 우리 은하가 우주의 중심이라는 뜻은 결코 아니라는 사실이다. 여기에서 가모프는 빅뱅이론을 끌어낸다. 1904..

youtu.be/eGlBKeGBWe8 태초 3분간(1) 가모프는 우주 초기는 우주에 있는 물질이 한곳으로 모이고 엄청나게 압축되며 온도와 밀도가 높아지면서 원자핵과 전자가 모두 분리될 뿐만 아니라 원자핵조차 양성자와 중성자로 분리될 만큼 뜨겁고 밀도가 높은 상태로 설명했다. 가모프는 처음 이런 상태를 옐름(yelm)으로 불렀다. 옐름은 ‘모든 물질이 될 수 있는 원시 물질’이다. 이제 가모프는 이 상태를 설명한 수학적인 모형을 만드는 것이다. 그리고 우주 초기부터 지금까지 시간을 돌렸을 때 현재 우주에 있는 수소와 헬륨의 관측값과 잘 맞는 결과도 보여주어야 했다. 다소 수학 실력에 떨어지는 가모프는 수학에 뛰어난 재능을 갖고 있는 랠프 앨퍼를 제자로 받았다. 두 사람은 우주 초기 아주 짧은 시간에 이루어..

youtu.be/nF22LiwyDWo 1920년대부터 우주가 확장한다는 것이 알려지자 우주에 관한 연구는 다음 세대의 과학자들로 이동하기 시작했다. 이의 기수가 유명한 조지 가모프이다. 가모프는 1904년 우크라이나 오데사에서 태어났는데 오데사 노보로시아대학에서 물리학을 공부할 때부터 젊고 능력있는 원자핵 물리학자로 전도가 유망했다. 1923년 르메트르가 벨기에에서 영국 케임브리지의 에딩턴 학생일 때 그는 러시아의 상트페테르부르크로 갔다. 그곳에는 팽창하는 우주를 도출한 프리드만이 있었다. 그는 역동하는 우주에 대해 프리드만으로부터 직접 배웠는데 이후 프리드만이 건강 악화로 사망하여 사실 가모프가 프리드만의 우주론을 계승한 유일한 제자였다. 가모프가 중요한 역할을 하게 되는 것은 그에 의해 비로소 르메트..

youtu.be/rFJu-Q5YwRw 천문학이 본격적인 자리를 잡아가고 있는 와중에 전직외교관인 베스토 슬라이퍼가 애리조나 사막 한가운데 있는 로웰천문대에서 지름 1미터짜리 망원경으로 안드로메다 성운의 분광사진을 찍었다. 1912년의 일인데 이때는 안드로메다가 외부은하라는 것이 밝혀지기 전이다. 당시 먼 우주까지의 거리는 크리스티안 도플러(Christian Johann Doppler, 1803〜1853)의 ‘도플러 효과’로 측정할 수 있는데 슬라이퍼는 어렵게 찍은 스펙트럼을 분석하던 중 매우 당황하지 않을 수 없었다. 안드로메다 성운이 청색 편이를 일으키고 있는데 이를 정확하게 계산하면 안드로메다 성운이 1초에 300킬로미터씩 지구 쪽으로 다가오고 있었다. 당시에는 안드로메다 성운이 우리 은하에 있다고 ..

youtu.be/YZ_oi8PY1Wo 아인슈타인이 일반상대성이론을 행성이나 혜성 같은 천체에 적용하면서 매우 놀라운 사실을 발견했다. 방정식에 따르면 우주는 시간에 따라 부풀수도 있고 줄어들 수도 있었다. 이 말은 우주가 시간에 따라 변한다는 것을 의미한다. 뉴턴은 우주에 별이 많은데 왜 서로 끌어당겨 부딪치지 않는지 의문을 보냈다. 사실 만유인력에 의하면 별들 사이가 끌어당긴다는 이야기가 되므로 우주의 모든 별이 하나로 모이는 것이 정상이다. 뉴턴은 우주의 별들이 바둑판에 놓인 것처럼 일정한 간격을 두고 우주에 무한히 퍼져 있기 때문에 인력이 상쇄되어 우주가 쪼그라들지 않고 균형을 유지한다고 생각했다. 그의 생각은 매우 타당하게 보인다. 어제도 태양이 떴고 내일도 태양이 뜰 것이 분명하다. 24시간을 ..

youtu.be/LksC2NK5Rqk 우주는 어디에서 와서 어디로 가고 있을까? 과거부터 수많은 사람들이 제기한 이 질문에 대해 현대의 천문학자들은 다음과 같이 설명한다. ‘과거를 뒤돌아보면 우주는 갈수록 작아진다. 그러다가 빅뱅을 앞둔 어느 시점에서 시간은 아예 존재하지 않는다.’ 이 설명은 우주가 언젠가의 ‘빅뱅’에 의해 태어났다는 것을 의미하며 시간도 빅뱅과 함께 시작되었다는 것을 뜻한다. 그러므로 위 말을 다음과 같이 설명하기도 한다. ‘우주는 과거 특정 시점에 탄생했고 그 이후 계속 팽창하고 있다.’ 우주가 거대한 규모에서 매우 균일한 것을 감안할 때, 더 작은 규모에서 은하계나 우리 자신 같은 덩어리들이 존재하는 것을 어떻게 설명할 수 있을까 어떻게 무(無)에서 우주가 시작되었을까하는 질문은 ..

youtu.be/3AN0ByFWK8A 1907년 부흐너의 노벨상 수상 근거는 「생화학 연구와 비세포적 발효 발견」이다. 노벨 화학상 추천사를 보면 당대에 발효가 얼마나 중요했는지를 알 수 있으므로 이를 전재한다. ‘올해의 노벨 화학상은 발효에 관한 연구에 업적을 남긴 에두아르트 부흐너 교수에게 수여되었습니다. 아주 오랫동안 화학자와 생물학자는 살아 있는 유기체에서 일어나는 화학 과정으로 새로운 분야를 열 수 있을 때 그것을 화학적 연구에 특별히 중요한 업적으로 여겨 왔습니다. 이러한 방향의 각 단계를 통해 생명과정의 수수께끼 같은 면이 감소되는 한편, 화학적 법칙은 더 넓은 응용성을 갖게 되었습니다. 즉 이러한 방향으로 연구 분야가 더 확장될수록 인간에게 남겨진 한계 영역은 더 줄어들게 되는 것입니다. ..

youtu.be/JCRqCDaG51M 막걸리가 노벨상을 받았다면 많은 사람들이 놀랄 것이다. 위스키, 꼬냑, 아르마냑 등 세계를 석권하는 한국의 대중주인 막걸리가 수상했다는 뜻으로 생각되기 때문이다. 그러나 노벨상이 기초 원리를 대상으로 수여한다는 것을 보면 막걸리가 수상했다는 것이 결코 이상한 일이 아니다. 노벨상 수상은 막걸리가 아니라 막걸리를 포함한 모든 주류를 통칭하는 알코올을 연구하여 수상했기 때문이다. 가장 보편적이고 오랫동안 인간에게 없어서는 안 될 필수적인 진정제는 알코올이다. 과일즙이나 곡물을 발효시키는 방법은 선사 시대에도 알려져 있었고, 증류를 통해 자연적인 발효주보다 더 강한 술을 만들 수 있다. 그러나 알코올은 모르핀처럼 중독을 유발하며 그 양에 따라 큰 해가 될 수 있는데도 마약..

youtu.be/wat4-RNePys https://youtu.be/-mkga1yDdwk 악몽이 된 노벨상 수상작 비아그라가 등장하자 많은 고개 숙인 남성들이 환호한 것은 사실이다. 남성들의 5〜10퍼센트가 지속적인 발기부전으로 시달리고 있기 때문이다. 많은 나라에서 비아그라를 보험으로 처리할 수 없도록 규제하는 것도 의료보험비가 급등할 것으로 생각하기 때문이다. 그러나 이런 화려함 뒤에는 약물의 부작용이라는 방해꾼이 나타나기 시작했다. 우선 비아그라가 개인의 체질에 따라 차이를 보여 70퍼센트 정도만 효과를 나타낸다. 또한 여러 가지 부작용이 관찰되는데 두통, 안면홍조, 시각이상, 지속발기증, 갑작스런 혈압강하로 인한 졸도사망까지 보고되고 있다. 특히 심장병 환자는 비아그라 사용을 엄격히 금지한다. 이..

youtu.be/sGrI48UDLoo https://youtu.be/-mkga1yDdwk 발기부전을 치유한다고 알려지는 비아그라가 시판되자 미국의 지는 곧바로 삶을 바꾸는 ‘생활의약의 시대’가 열렸다고 선언했다. 전에는 약의 영역이 아니었던 생활의 곳곳에 약이 침투해 인간의 행복이 약으로 지배되는 시대가 왔다는 것이다. 탈모방지제, 기억력증강제, 노화방지제, 비만제거제, 콜레스테롤감소제, 주름살제거제, 혈색강화제 등 질병을 위해 꼭 필요한 약이 아니면서도 먹으면 행복감을 느낄 수 있다는 것이 이들이다. 그 중에서도 발기부전치료제로 개발된 비아그라는 우리의 생활과 가치를 바꾸어가는 생활의약의 선두주자로 그 파급효과가 어느 것보다 크다. 놀라운 것은 비아그라의 원리가 노벨 생리 ·의학상을 수상했다는 점이다...

youtu.be/9z9f-SjGXUg 사상 최고의 제작비를 들였다고 알려진 「스파이더맨(3)」에 등장하는 세 악당에 대해 살펴본다. 세 명의 악당들이 초능력을 갖게 되는 것은 각자 다르다. 스파이더맨을 아버지의 원수로 오해하면서 아버지가 개발한 하늘을 나는 호버보드를 보다 개량하여 ‘뉴고블린’이 된 악당은 파커의 친구 해리이다. 그는 파커가 사랑하는 엠제이를 이간질하여 이성을 잃게 한다. 샌드맨은 파커의 삼촌을 죽인 진짜 범인이지만 딸의 수술비 마련을 위해 탈옥한 후 범죄를 저지르다가 수수께끼의 실험에서 방사능에 노출되어 모래를 마음대로 부리는 능력을 갖게 된다. 피터가 프리랜서 사진기자로 일하는 신문사의 브록은 피터 때문에 연인과 직장을 잃게 되자 불타는 증오심에 피터가 벗어던진 심비오트에 사로잡혀 최..

youtu.be/kSVq-uqTKfE 「스파이더맨」시리즈는 ‘만약 보통사람이 우연한 일로 슈퍼 파워를 얻게 된다면 어떻게 될까? 그리고 슈퍼영웅이 된 후에도 보통사람과 같은 개성을 지닌다면 어떤 생활을 하게 될까라는 컨셉을 갖고 있다. 그러므로 다른 슈퍼영웅들과는 달리 「스파이더맨」에 나오는 주인공들은 일상적인 고민에서 전혀 자유롭지 못하며, 지극히 인간적인 약점마저 지닌 ‘불완전한’ 인물이다. 그들은 남들과 다른 능력을 갖게 되자 과거의 슈퍼영웅처럼 이타적인 목적에 쓰지 않고 보통 사람처럼 처신한다. 즉 자신의 능력을 돈과 명예를 위해 활용하기도 하는데 주인공인 피터 파커도 마찬가지이다. 「스파이더맨」은 1970년대와 1990년대에 두 차례 애니메이션으로 방영된 바 있으며 1980년대에는 「왕거미」라는..

youtu.be/5Dess6brT2Y 공간이동이 고대로부터 많은 사람들에게 상상력을 주었지만 근래 현대인들에게는 공전의 흥행에 성공한 「스타트랙」의 영향이다. 「스타트랙」은 SF영화이지만 현대 문명의 과학 기술 발전에 커다란 아이디어를 제공해 준 것으로 유명하다. 우선 존 휠러 박사가 ‘블랙홀’이라는 용어를 공식적으로 명명하기 이전에 이미 동일한 개념의 ‘블랙스타’라는 용어를 사용했다. 또한 「스타트랙」의 승무원들이 교신할 때 사용하는 ‘커뮤니케이터’는 모토로라에서 최초로 개발한 휴대폰의 기반이 되었고, 음악을 LP나 CD 같은 물리적 저장매체가 아닌 파일 형태의 데이터로 듣는 방법도 MP3의 상용화보다 훨씬 이전에 「스타트랙」에서 선보였다. 그런데 「스타트랙」에서 다반사로 등장하는 공간이동장치의 아이디..

youtu.be/0bO8VCr4-c8 초자연적이란 말에 매력을 느낄 것이다. 즉 마법은 평범한 인간의 활동 영역을 넘어선 외부의 신비적인 힘을 이용할 수 있다는 뜻이다. 그런 「해리포터」에서 해리포터 등 마법학교의 학생들은 킹스 크로스 역에 도착하여 9번과 10번 승강장 사이의 개찰구를 향해 돌진한 후 곧바로 호그와트 급행열차가 기다리는 9와 3/4 승강장에 나타난다. 이들이 순간적으로 다른 세계로 이동할 수 있었던 것은 가상의 지름길인 웜홀(worm hall, 벌레구멍)이기 때문으로 웜홀은 우주의 지름길로 설명된다. 땅만 보며 기어가는 지렁이는 2차원 종이를 가로질러 가려면 장시간이 필요하지만 종이를 접으면 단번에 종이 끝에 닿을 수 있다. 3차원 공간도 이와 마찬가지로 구멍을 만들면 통로로 연결할 수..

youtu.be/HV1O5PzGO4g 타임머신을 주제로 한 영화가 블록버스터가 아니라도 시청자들의 시선을 끌 수 있는 것은 타임머신은 아이디어의 창고이기 때문이다. 타임머신을 사용하면 과거와 미래의 시간 차이를 마음껏 조정할 수 있으므로 기상천외한 아이디어가 도출될 수 있다. 「사랑의 블랙홀Groundhog Day」, 「레트로액티브 Retroactive」, 「넥스트 Next」를 보면 얼마나 많은 소재를 타임머신으로 만들 수 있는지 보여준다. 「사랑의 블랙홀Groundhog Day」에서 성격이 괴팍한 텔레비전 기상통보관 필 코너스는 펜실바니아의 펑스토니라는 조그만 마을에서 매년 2월 2일에 개최하는 성촉절(Groundhog Day, 경칩) 취재차 PD인 리타와 함께 간다. 봄을 대표하는 2월 2일인 이날은..

youtu.be/zXqj1Vq-z6w SF물에서 시간 지연은 물론 우주의 광대한 거리조차 그다지 큰 문제가 되지 않는다. 이를 공상과 아이디어로 점철된 영화라고 설명하면 간단하기 때문이다. 그런데 실무적인 면에서 시간 지연이 얼마나 심각한 문제를 야기시키는지 「은하철도 999」를 기준으로 살펴본다. 마츠모토 레인지 원작의 만화영화 「은하철도 999」는 영원한 생명을 얻기 위해 ‘은하철도 999’를 타고 태양계로부터 약 230만 광년 떨어진 안드로메다로 향하는 먼 미래의 이야기이다. 그곳에서는 돈 많은 사람들은 기계인간이 되어 영원한 생명을 얻고, 가난한 사람들만 평범한 인간으로 살아간다. 인간 사냥꾼들은 가난한 사람들의 목숨을 빼앗아 영원한 생명을 얻기 위한 재료로 사용한다. 인간 사냥꾼에 의해 주인공인..