물리학갤에도 올린 건데, 네이버에 연재하고 있는 최근 내용이다.  퓨전 소설 내용에서 물리학과 관련 있는 분량이지만

현재의 물리학을 한 번에 이해할 수 있도록 쉽게 쓴 내용이라 중딩도 이해할 수 있을 거다.

현재 8권 분량 정도에 해당.


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"렙탈리안들의 지저 세계가 어디에 있는지 알고 있다는 말인가? 위험하겠지만 당신이 간다면 나도 가지 않을 수가 없군. 그런데 가서 뭘 어떻게 할 계획이지?"


"일단 가봐야 알겠지. 도저히 말을 듣지 않으면 전부 소멸시킬 수도 있어. 일단 이곳을 정리하고 바로 떠나도록 하지."


선우강은 사무엘로 변장한 두 명 중에서 한 명은 남기고 람스펠트와 함께 7인 위원회 전부로 변장한 정령들에게 지시를 내려 자신이 변장한 인물의 조직을 장악하라는 지시를 내렸다.


정령들이 떠나자 사무엘로 변장한 정령을 앞세우고 안토니오와 함께 텔레포트 마법을 사용하여 렙탈리안들의 지저 세계가 있다는 그랜드 캐니언 협곡으로 이동하였다.


안토니오는 선우강이 이동한다고 말하면서 자신의 몸 주위를 총천연색의 빛으로 감싸더니 잠시 만에 곧 거대한 협곡의 절벽 꼭대기에 서 있게 되는 상황이 되자 선우강에게 말했다.


"순간 이동으로 51구역 사막을 벗어나다니 역시 대단하군. 그런데 여긴 어디지?"


"여긴 미국 서부의 그랜드 캐니언이야. 이 협곡의 밑으로 렙탈리안들의 지저 세계로 들어가는 문이 있지. 지금 사무엘로 변장을 시킨 정령을 이용해서 그 문을 통과하고 지저 세계로 내려가야 하는데 자네의 실력으로는 모습을 감춘다고 해도 그들에게 들킬 염려가 있어. 그래서 지금부터 내가 자네를 마법으로 모습을 감추게 하고 공중 부유술까지 펼칠 테니까 자네는 아무 소리도 내지 말고 내가 조종하는 대로 그냥 따라오기만 하면 되네."


안토니오는 정말 렙탈리안들이 우글거리는 소굴로 들어가게 된다는 말에 어쩌면 그들과 전투가 벌어져서 죽게 될 수도 있다는 생각이 들자 얼굴이 굳어지면서 순간 당황했으나 여기까지 와서 다시 돌아간다는 말을 할 수 없어 그냥 고개만 끄덕이는 정도로 선우강의 말에 답했다.


선우강은 안토니오의 상태를 짐작하고 살짝 미소를 지었으나 다른 말은 하지 않고 그냥 투명화 마법을 펼쳐 자신과 안토니오를 감싸게 한 후 정령에게 앞장서도록 지시했다.


이미 사무엘의 기억을 모두 흡수한 정령은 협곡의 하단으로 물길이 나 있는 곳을 따라 내려가다가 협곡의 절벽 면 한쪽에 커다란 구멍이 뚫려 있고 그 밑으로 약간의 강물이 폭포와 같이 떨어져 내리는 곳이 있었는데 강물의 큰 줄기가 아닌 샛길인 그 밑으로 몸을 던져 떨어져 내렸다.


선우강도 안토니오를 조종하여 함께 뛰어내리자 커다란 동공이 끝도 없이 펼쳐진 데다 칠흑같이 어두운 곳이었지만 정령과 선우강에게는 아무런 지장을 주지 않았다.


동공의 절벽은 끝이 보이지 않을 정도로 깊었지만, 막상 정령이 내려선 곳은 뛰어내린 곳에서 약 30미터 정도의 높이에 있는 절벽의 돌출된 벽면이었는데 그 벽면과 연결된 곳 옆으로 다시 동굴이 뚫려 있었고 정령은 동굴의 길을 따라 구불구불 계속 걸어가다가 중간에 어떤 벽면을 보고 멈췄다.


벽면의 중앙을 살살 쓰다듬으면서 어떤 기관 장치를 발견한 정령이 힘껏 누르자 희미한 빛이 새어 나오면서 안에 내실이 연결되어 있었다.


렙탈리안들이 가공한 것으로 보이는 구조물의 내부에는 그레이들이 만들어 사용했던 지하에서의 이동 수단인 캡슐과 같은 무중력 이동 장치들이 여러 대 설치되어 있었는데 다만 다른 점이 있다면 선로형 기차 형태가 아니라 수직으로 이동하는 엘리베이터형 캡슐이었다.


캡슐의 문을 열자 그 안에서는 제법 환한 조명이 켜져 있었고 캡슐을 조종하는 장치들도 보였다.


정령의 조작으로 초고속의 하강을 하고 있는 중에도 캡슐은 조금도 흔들리지 않는 것처럼 보였으나 선우강은 미세한 진동도 느낄 수 있었기 때문에 꽤 깊은 곳까지 빠르게 내려가고 있다는 사실을 알 수 있었다.


캡슐의 목적지까지 도착했는지 저절로 문이 열렸고 정령이 나가면서 선우강과 안토니오도 나가게 되었는데 땅속 지하임에도 바닥 면에는 두꺼운 투명 유리로 깔려 있는 아래로 조명이 설치되어 있었고 그 밑으로 얼마나 깊은지 알 수 없을 정도의 물이 가득 차 있어 조명이 비추는 곳마다 물고기들이 헤엄을 치며 이동하는 모습을 볼 수 있었다.


유리 바닥 면 아래 물속의 깊은 것을 정확히 알 수 없었던 것과 더불어 그렇게 조성된 바닥의 유리면 또한 끝이 보이지 않을 정도로 수평선을 따라 펼쳐져 있었는데 곳곳에 조명 기구가 가로등과 같이 세워져 있어 주변을 밝히고 있었다.


아직 사무엘의 기억을 흡수하지 않은 선우강이 사무엘의 기억을 흡수한 정령에게 물었다.


"사무엘의 기억에 있는 대로 내 질문에 답했으면 좋겠어. 원래 지구의 지상 아래에 거대한 바다가 있다고 하는 말이 있는데 이 물속이 지상의 바다 정도의 크기로 있는 것이 맞나?"


"네. 맞습니다."


"그럼 바다 위에 지구의 육지가 떠 있는 상태가 되는데 그것도 사무엘의 기억에 있고 그게 사실인가?"


"네. 맞습니다."


"그럼 육지가 왜 바다 밑으로 가라앉지 않는 것이지? 지구의 과학에서 말하는 중력은 아무런 의미도 없잖아."


"사무엘의 기억에 따르면 지구의 자전과 상관없는 정지 위성과 같은 경우에도 지상으로 추락하지 않는 이유가 원심력과 구심력이 같아서가 아니라 지구에서 말하는 중력이 원래 없기 때문이라고 하는군요. 단지 인간들이 느끼는 중력은 그저 대기에 퍼져 있는 공기들이 연속체로 연결되어 있고 그것이 솜이나 강철의 밀도에 따라 영향을 끼치면서 어떤 것은 무겁게 느껴지고 어떤 것은 가볍게 느껴질 뿐이라는 것입니다. 사실 선우강 님도 알다시피 2010년도에 발표된 세계적인 물리학자 에릭 페를린더(미국 발음으로는 벌린데) 교수의 '엔트로피의 힘'에 따라 '중력은 없다'고 선언된 것이 여러 노벨 물리학상 수상자들의 지지를 받았음에도 아직까지 잘못된 실험을 두고 우주에서 중력파를 검출했다고 하면서도 정작 중요한 중력자(重力子)를 검출하지 못해 학계의 오래된 논쟁거리가 되고 있을 뿐, 이 우주에서 물체의 질량이 크다고 물질의 성질과 상관없이 어떤 사물이든 끌어당긴다는 것은 있을 수 없는 일이죠. 만약 그렇다면 외계인들이 타고 다니는 우주선은 아무리 초강력의 엔진을 가지고 있더라도 태양보다 수 만 배의 질량을 가진 별의 근처에서는 도저히 빠져나오지 못하고 그 자체가 블랙홀처럼 끌려가게 될 테니까요."


선우강도 확실히 에릭 페를린더 교수의 논문을 지지하는 입장이었기 때문에 크게 이상한 일로 생각되지는 않았지만, 지구 내부에 거대한 바다를 실제로 목격하는 일은 석가모니의 대표적인 경전인 열반경에서 "이 대지는 수계(水界) 위에 있고, 수계는 풍계(風界) 위에, 또 풍계는 허공 중에 있다.'고 했기 때문에 지구 땅 밑에 물만 있는 수계가 있고 그 밑에 바람의 풍계가 있으며 다시 풍계 밑으로 허공이 존재한다는 말을 실감하는 계기가 되었는데 2016년도 11월 말 즈음에 과학자들이 지구 내부에 거대한 바다가 존재할 것이라고 발표한 내용을 직접 경험하게 된 것이다.


선우강은 지구의 땅속에 거대 바다가 있고 다시 그 밑으로 거대한 바람이 불고 있으며 또 허공도 존재한다는 열반경 석가모니의 진리와 같은 설법을 현실로 목격하면서 그렇다면 어떻게 허공이나 바람 그리고 거대 바다 위에 지구의 거대한 땅이 지구 중심축으로 내려앉지 않고 붕 떠 있을 수 있는가에 대해서 생각하였다.


물속에 깃털만 올려놓아도 언젠가는 가라앉게 마련인데 깃털도 아닌 거대한 무게를 지닌 지구 땅덩어리 전체가 물속에 가라앉지 않고 마치 공중에 떠 있기라도 하듯이 물 위에 떠 있는 것인가에 대한 생각이다.


지구의 과학자들이 규정한 "자연계의 4가지 힘" 또는 "자연계의 4대 힘"은 각각 1.강한 핵력, 2.약한 핵력, 3.전자기력, 4.중력이 있다.


어렵게만 생각하면 어려울 수 있어도 핵심으로만 알고 보면 무척 간단하다.


강한 핵력은 원자를 구성하는 "1. 양성자와 중성자가 서로 강하게 결합한 상태"를 이루게 하는 끌어당기는 힘 즉 인력(引力)에 해당되고 이것은 4번째 힘이자 중력으로 인식되기도 하는 모든 물체에 끌어당기는 힘이 있다는 뜻인 만유인력(萬有引力)과 유사하면서도 완전히 다른 힘임에도 불구하고 대중들에게는 오해의 소지가 많은 문제거리이다.


강한 핵력 즉 강력이 양성자와 중성자가 끌어당기는 강한 힘이라면 2번째 힘인 약한 핵력인 약력은 원자의 중성자가 아무런 작용이 없었음에도 마치 스스로 양성자로 변하거나 전자로 변하면서 생겨나는 "2. 방사성 붕괴" 현상을 보이게 하는 힘으로 자연 상태에서 우라늄 내부에서 저절로 방사능을 유출하는 것도 약한 핵력의 증거가 된다.


전자기력은 "3. 전자가 이동"하면서 생겨나는 힘으로 보아도 무방하고 대부분 일상에서 경험하고 있기 때문에 누구나 공통적으로 인식하는 힘이다.


그런데 4번째 힘인 중력은, 1번째 힘인 강한 핵력과 비슷하고도 완전히 다른 힘이면서 뉴튼이 발견한 "질량의 크기에 따라 끌어당기는 힘이 있다"고 정의한 만유인력을 오늘날 일반인들이 중력으로 인식하고 있지만, 물리학자들은 자연계의 4대 힘 중에서 가장 약한 힘으로 이 중력을 꼽고 있으며 너무나 미약한 힘이라서 과연 이 우주에 중력이라는 것이 있다고 해야 할 필요성이 있을까에 대해서 회의적인 입장에 있는 학자들도 많아서 항상 논란거리의 대상이다.


그것도 그럴 것이 중력의 흔적이나 근거가 전혀 없기 때문인데 중력이 있다는 것을 확정하기 위해서는 그 원인자인 중력자(重力子)가 발견되거나 중력파가 발견되어야 함에도 그것이 오늘날까지 아무런 증거가 되지 않고 있기 때문이다.


아인슈타인의 상대성이론을 다른 말로 "아인슈타인의 중력이론"이라고 명명하는 것은 아인슈타인만의 중력이론이기 때문인데 아인슈타인이 "나의 세계에서 뉴튼의 중력이론은 아무런 가치도 없다"고 말했을 정도로 전혀 다른 중력이론이며 현재 대부분의 물리학자들이 중력이론을 말할 때, 뉴튼의 중력이론이 아닌 아인슈타인의 중력이론을 말하는 것이다.


아인슈타인의 중력이론은 "질량의 크기에 따라 주변의 시공간을 휘게 한다"는 것으로 단순히 질량의 크기에 따라 물체를 끌어당긴다고 하는 것과는 비슷하면서도 완전히 다르다.


'1. 강한 핵력'과 '3. 전자기력'이 각각 원자(양성자+중성자)와 전자의 성질에 따라 정의된 힘인데 그 성질을 보면 두 가지가 모두 빛이 아닌 물질로 이루어진 물체이면서 (전자와 달리 전자기파는 빛으로 분류) 단순히 물체의 질량 크기로 모든 것을 끌어당긴다고 하는 것은 이미 이것으로써 뉴튼의 만유인력이 부정된 사실이다.


그에 비해서 아인슈타인의 상대성이론인 중력이론은 질량의 크기에 따라 단순히 끌어당기는 것이 아니라 주변의 공간을 휘게 한다는 이론이어서 마치 그물망에 무거운 공이 놓여 있을 때 그물망이 아래로 처지듯이 그물망에 해당되는 공간 자체가 휘어져 질량이 큰 물체가 이동할 때 더 많은 시간이 걸리게 된다는 것이며 상대적으로 무게가 없는 빛은 휘어진 공간이 펴지는 효과와 같이 마치 공간이 축소가 된 것과 같아서 이동 시간이 단축된다는 것으로 물체의 질량이 없는 빛의 속도는 변하지 않는다고 하여 "광속도 불변의 법칙"을 주장한 것이다.


그러나 아인슈타인까지의 물리역학을 근대 역학 또는 고전 역학이라고 분류할 때 측정 장비의 발달과 함께 양자 물리학이 현대 물리학의 대세를 이루게 되면서 고전 역학과 양자 역학은 하나의 큰 차이를 보이는데 바로 공간을 이루고 있는 상태에서의 "매질 또는 저항"을 인정하느냐 하지 않느냐의 차이이다.


아인슈타인은 "광속도 불변의 법칙"을 죽을 때까지 끝까지 고수했기 때문에 이러한 매질이나 저항을 인정하지 않았던 것에 비해서 오늘날의 양자역학은 공간 속의 매질과 저항을 인정하지 않을 수 없다는 결론에 도달하였고 우주에서 날아오는 빛이 휘어지게 보이는 것도 이 공간 속을 이루고 있는 보이지 않는 매질이자 저항으로 인해 유추할 수밖에 없는 "암흑물질과 암흑에너지"를 상정하게 된 것이다.


선우강은 다시 한번의 생각으로 지구 과학의 역사를 되새기며 하나의 결론에 도달할 수 있었다.


과거 닐스 보어가 "원자 모형"이라는 것을 발표하여 원자의 주변에 전자가 궤도를 따라 돌고 있을 것이라는 가설을 세웠는데 이것이 여러 학자들을 거치면서 발전하여 1960년대에 "표준 모형"이 나오게 되었다.


표준 모형이 나오기 전에 원자 주위를 돌고 있는 전자의 움직임을 관찰하던 학자들은 이 전자의 측정이 매우 불규칙적이어서 어떤 관찰자에게는 동일하게 관측되지만 다른 관찰자에게는 전혀 다르게 관측되기 때문에 "관찰자 효과"에서 비롯되는 "불확정성의 원리"가 하이젠베르크에 주장되었다.


하이젠베르크의 발표는 원자 주위를 전자가 돌고 있기는 하지만 그것이 있을 때도 있고 없을 때도 있다는 것이며 이렇게 있고 없고의 상태를 "점멸식"의 상태로 이해하였다.


이 점멸식은 전자가 관측자에 따라 생성과 소멸을 반복한다는 것이다.


그러나 슈뢰딩거는 그렇게 점멸식으로 발견되는 것은 궤도 자체가 끊임없이 아래 위 그리고 좌와 우로도 계속 구부러지기 때문이라고 하였다. (여기서의 궤도는 실제 선로가 있는 게 아니지만)


궤도 자체가 흔들리니까 발견되기도 하고 때로는 소멸한 것처럼 보일 수 있지만, 전자 자체는 항상 있는 것으로 보아야 한다는 것이다.


그래서 이렇게 전자가 죽거나 살았느냐의 문제가 나중에 그 유명한 슈뢰딩거의 "고양이 역설"인데 상자 안에 고양이를 넣고 닫은 후 다시 그 안에 독가스를 넣었을 때 관측자가 상자를 열었다면 그 고양이가 죽었을 것인가 살았을 것인가의 문제로 이러한 질문을 한 이유는 그 당시 대두된 "확률론"을 깨기 위해 즉 "확정론"을 두둔하기 위해서 내놓은 문제이다.


아인슈타인과 슈뢰딩거가 확정론이라면 (신은 주사위를 굴리지 않는다) 보른은 전자가 무조건 확률로만 존재한다고 주장하는 극단적 수학론자인데 이 정도 되면 아인슈타인과 슈뢰딩거 같은 확정론자에게는 그런 확률을 물리로 생각하기 곤란할 정도이다.


이 대목에서 선우강은 미시 세계의 전자는, 거시 세계의 항성과 행성처럼 일정한 궤도를 도는 게 아니어서 (물론 항성과 행성도 조금씩 끊임없이 변화하는 궤도임) 전자는 특히 일정한 선형(線形) 궤도라고 할 수 없는 마치 구체(球體) 표면 아무 곳이나 중구난방으로 도는데, 이 구체 표면도 순식간에 찌그러진 구체 또는 넓게 확장된 구체 즉 전자가 원자 주위를 도는 방식이 너무나 일관성 없게 돈다는 것을 알고 있었다.


선우강은 이렇게 원자의 주위를 전자가 어느 정도 일정한 간격으로 도는 이유에 대해서, "중력"이라는 힘과 아무런 상관없이 원자와 전자 사이의 일정한 간격을 유지하며 떠 있게 되는 상태를, 물속에서의 뜨지도 가라앉지도 않는 "중성 부력"의 상태에 있다고 보며 이러한 중성 부력의 상태가 항성의 주위를 일정한 간격으로 행성이 돌고 지구에서의 달과 인공위성 또한 이러한 중성 부력 상태를 유지하게 하는 어떠한 힘의 작용으로 보았다.


그러나 항성과 행성과 달리 전자는 점차 떠오르는 힘의 상태인 "양성 부력"과 점차 가라앉으려고 하는 "음성 부력"의 상태가 수시로 수많은 요인들 때문에 (완전히 밀폐한 공간이라도) 다른 양자들의 영향을 받으면서 계속적으로 요동을 쳐서 중성부력 상태가 일정하지 않고 끊임없이 흔들리고 때로는 방향도 바꾸는 것처럼 보인다고 판단했다.


그러한 원인에 따라 불확정성 관측이 되어 확률로만 관측이 가능한 것은 기본이고, 아예 전자가 순식간에 다른 양자와 결합하거나 떨어져 나가는 등의 수많은 요인들 때문에 진짜 생멸도 한다는 것이다.


이 과정에서 전자의 성질을 완전히 잃기도 하고 다시 갑자기 생기기도 하는데 물질파에서 광자파로 다시 광자파에서 물질파로 계속 바뀜에 따라 결국 어쩌다 얻어걸려 확인할 수 있는 물질파에서만 관측이 된다고 보았다.


그리고 전자가 변하여 "이온화'에 있거나 이온화된 양자가 다시 "전자화"로 계속 진행되는 과정 속에서도 처음 발견한 전자는 나중에 발견한 전자와 완전히 다른 전자일 수도 있다는 것이다.


여기서 최근 학계에 센세이션을 불러일으켜 그 이론이 뉴욕타임즈에도 소개되고 한국에서도 여러 과학 저널에 소개된 세계적인 물리학자 에릭 페를린더 교수의 "엔트로피 힘"은 특히 물속에서의 유체와 같이 이 우주의 거대한 공간 속에 암흑에너지와 같은 전체의 군집 이동 속도 즉 "군속도(群速度)"에서 공간과 물체에 따라 더 빠르게 이동시키는 매질이 되거나 더 느리게 이동시키는 저항으로 작용한다는 것이며 이것은 선우강의 생각과 일치하였다.


에릭 페를린더는 자신의 이러한 개념에서는 기존에 중력이론의 양대산맥인 뉴튼의 중력이론과 아인슈타인의 중력이론이 포함되지 않는다는 것을 표명함에 따라 아예 "중력은 없다"고 선언하게 된 것이다.


지금 선우강이 지구 내부에서 거대 바다의 위로 지구 지표면까지의 거대한 땅이 떠 있는 상태와 같은 현상을 목격하고 다시 땅 밑의 바다에 그 밑으로 바람의 공간과 허공이 또 존재할 것이라는 열반경 석가모니의 설법을 떠올리며 이것이 어쩌면 자신의 능력을 한층 더 높이는 계기가 되리라는 것을 느끼게 되었다.