과학이살아나는곳에서
새로운스티븐호킹을만나다
1915년,아인슈타인이일반상대성이론으로별의중력과그주변시공간구조의긴밀한상관성을다룬중력장방정식을제시했다.그후수많은우주물리학자들은이방정식을활용하여우주초기빅뱅에서부터블랙홀에이르기까지별의운동과진화과정을단편적으로또는부분적으로설명해왔다.제2의스티븐호킹이라불리는세계적인물리학자,카를로로벨리는이러한단편적설명의퍼즐조각들을모아블랙홀에관한일관된큰그림을,거대한하나의조각보를만들었다.이그림의마지막장,조각보의마지막퍼즐이바로화이트홀이다.그리고이책『화이트홀』은그에관한이야기다.
『화이트홀』은2023년3월,이탈리아현지출간즉시베스트셀러가되어10주간부동의1위를유지하였다.영미권을비롯해전세계40여개국가에서이책을번역출간하였고,〈타임스〉,〈워싱턴포스트〉,〈뉴사이언티스트〉등주요언론에서‘올해의책’으로선정하며극찬하였다.카를로로벨리는물리학자로서이례적인대중의관심과언론의주목을받으며다시한번‘로벨리파워’를보여주었다.책을펼치는순간,우리는순식간에우주공간으로간다.마치우주선에탄듯,주변은블랙홀의지평선근처처럼느껴진다.그는독특한‘로벨리식’표현과문학,철학을넘나드는스토리텔링을통해,블랙홀과화이트홀이어떻게만들어지는지,“시간이느려지다가멈추는것처럼보이고,공간이찢겨진것처럼보이는”이상한별들의가장자리에서어떤일이일어나는지를마치눈앞에보이듯생생하게이야기한다.
시간이멈추는세상의끝,
그곳에선어떤일이벌어질까
빅뱅이후우주공간을떠다니던거대한수소구름은자체중력에이끌려밀도가높아지고수축한다.그러면서가열되고발화하여태양과같은별이되는데,수소가모두헬륨과재로변할때까지수십억년동안지속된다.수소가모두연소되면,별은자체중력을버티지못하고압축붕괴하면서블랙홀이라는거대공간을만들어낸다.그리고별의물질은블랙홀안으로빨려들어가가라앉는다.이때별이지녔던에너지는호킹복사로인해점점사라져간다.블랙홀속별의물질은호킹복사로에너지를계속소진하고동시에점점더압착되어끊임없이작아지면서,블랙홀의공간과시간을깔때기모양으로왜곡시킨다.많은사람들은이과정이무한히지속될것이고,그렇게되면별의물질도,블랙홀도,공간과시간도결국모두파괴되어결국사라질것이라생각했다.블랙홀의종말을예상한것이다.
하지만카를로로벨리는여기가끝이아니라고주장한다.끝없이압착되어작아지다사라질것같았던물질은공간과시간의양자적구조에의해더이상작아질수없는공간의최소크기에도달하면서압착을멈춘다.별의물질도최소크기에머무는데이를플랑크별이라고한다.이지점이바로블랙홀의특이점이다.플랑크별은양자적특성을지니면서양자터널을통해또다른세계로양자전이하는데,그다른세계가화이트홀이다.블랙홀에서바닥까지가라앉았던물질이화이트홀에서는바닥을딛고다시위로반등(바운스)한다.동시에공간과시간의구조도다시팽창한다.마치블랙홀안의시간을거꾸로돌린것처럼말이다.이처럼블랙홀은‘무’로사라지지않고,화이트홀로전이한다.블랙홀로들어갔던모든것은화이트홀의지평선까지튀어오른다음완전히빠져나와,태양과다른별들이있는곳으로돌아오게된다.이로써블랙홀은화이트홀로환생했다.
우주를‘당신’이라고부를때,
우리는비로소우주를이해할수있다
이것이카를로로벨리가그린우주의생애,좁게는블랙홀의운명에관한큰그림이다.여기서블랙홀과화이트홀은아인슈타인의중력장방정식으로,그리고특이점에서의양자전이는양자이론으로설명이가능하다.그는이를바탕으로빅뱅은우주의시작이아니라,그이전우주의붕괴로만들어진화이트홀의‘빅바운스(거대한반등)’일수도있다는생각에이른다.또한우주에가득차있는암흑물질의일부역시어쩌면수십억개의작고섬세한화이트홀로이루어져있을수도있다는가설을조심스럽게내비친다.
우주가빅뱅으로시작(탄생)하여블랙홀의종말로마무리(죽음)되는것이아니라,다시화이트홀로환생하며끊임없이순환할지도모른다는생각은,어쩐지인간의삶과죽음에맞닿아있는듯하다.인간은우주안에서비록미미한존재이지만그래도우주의일부다.그러니우리의삶역시탄생과죽음으로일단락되는것이아니라,우주처럼어쩌면그너머로까지이어져지속될수도있다는것.
또한카를로로벨리는공간과시간,블랙홀과화이트홀을연구하는것은우리가실재와관계를맺기위한한가지방식임을강조한다.우리는항상우리자신이주위세계와다르다고생각하지만,우리자신도여느사물과같기때문이다.우리는“다른인간과살아가는사회적존재일뿐만아니라,생물권의나머지부분과합창하며태양에서온자유에너지를연소시키는생화학유기체”인것이다.
그리고그는말한다.“우리가우주를이해하고우리자신을이해하기위해서는우주를항상‘당신’으로불러야한다.”고.이책과카를로로벨리를만날수있다는것은분명한행운이다.빅뱅,화이트홀,블랙홀,공간과시간…이런거대한실재에대한연구를통해우리는우주가인간에게던지는어떤함의를,삶속에파묻혀놓치고있던메시지를고찰해보는진귀한기회를얻을수있을것이다.
