화이트홀

 

책이름 : 화이트홀

지은이 : 카를로 로벨리

옮긴이 : 김정훈

펴낸곳 : 쌤앤파커스

 

1 이것은 현재 진행 중인 모험에 대한 이야기. 1915년 알베르트 아인슈타인은 10년간의 필사적인 연구 끝에 일반상대성이론 최종 방정식 발표. 공간, 시간, 중력에 대해 우리가 이해한 최선의 것을 요약. 독일 물리학자 카를 슈바르츠실트는 질량 있는 물체(지구나 태양) 주위에서 공간과 시간에 어떤 일이 일어나는지를 설명. 우리 은하 중심에 있는 거대한 블랙홀 속으로 빠져 들어가기 전에 격렬하게 소용돌이치고 있는 백열물질에서 방출되는 방사선을 알아낸 물리학자 카를 잰스키. 블랙홀은 지구의 궤도 전체만큼이나 크고 질량은 태양의 400만배. 중력이 강한 곳은 중력이 약한 곳보다 시간이 더 느리게 흐르는 것은 시공간이 ‘휘어진다’는 의미. 블랙홀이 오래되었을수록 내부가 더 길고, 아주 오래된 블랙홀의 내부 길이는 수백광년. 시간과 공간이 양자 현상의 영양을 받는 것으로 예상되는 규모인 ‘플랑크 스타일Planck scale'에 도달하면, 아인슈타인의 방정식을 위반하는 양자 현상의 영역에 진입.

2 블랙홀의 시간을 거꾸로 돌려라. 양자적 공간과 시간을 설명하는 수학적 구조를 구축하는 작업 ‘루프 양자 중력이론’. 공간은 물리적 존재자이며 다른 모든 것과 마찬가지로 입자. 광자는 공간 속에서 이동하는 반면, 공간의 양자는 그 자체가 공간이라는 네트를 엮는 입자. 루프 양자 중력이론은 양자 도약, 즉 공간의 한 구성에서 다른 구성으로 점프하는 것을 기술. 최대 압축 순간에 극도로 압축된 별을 ‘플랑크 별Plank star', 양자 중력의 척도인 플랑크 크기에 도달. 블랙홀로 붕괴되고 반등하여 화이트홀이 되어, 모든 것이 다시 나올 때까지 전체 현상을 가리키는 ‘플랑크 별’. 안쪽에서 일어나는 일은 완전히 다른데도, 지평선에서 시간이 부리는 재주 때문에 바깥쪽에서는 화이트홀과 블랙홀이 똑같이 보이는 것. 양자 터널은 왜곡이 극도로 큰 시공간 영역에서만 발생, 양자 영역이 아닌 외부에서는 모든 것이 일반상대성이론에 따라 계속 유지된다는 사실과 양립.

3 우주를 ‘당신’이라고 부를 때. 스티브 호킹은 1974년에 블랙홀이 열을 방출한다는 것을 발견. 블랙홀은 호킹 복사를 방출하면서 에너지를 잃고 작아지며, 별이 다시 화이트홀로 튕겨져 나와도 화이트홀은 처음의 블랙홀 크기만큼 돌아가지 않고 작은 상태에 머무는. 우리가 미래를 기억하지 않고 과거를 기억하는 까닭은 오로지 초기 불균형 때문. 우리가 과거를 아는 것은 현재에 과거의 흔적이 남아있기 때문. 생명과 문화와 문명과 마음을 구성하는 모든 정보의 궁극적인 원천은 다름아닌 과거 우주의 불균형.

『화이트홀』은 ‘루프양자중력이론’으로 세계적 명성을 얻은 이탈리아 출신의 이론물리학자 카를로 로벨리의 최근작이다. 그는 블랙홀의 반대현상인 화이트홀이라는 미지의 세계, 지속적인 불확실성에 대한 실체를 추적했다. 로벨리는 블랙홀이 화이트홀로 변하는 메카니즘을 설명하고, 화이트홀이 암흑물질의 일부라는 가설을 내세웠다.

나의 독서여정에서 비중이 큰 저자들을 꼽자면, 고전인문학자 정민(鄭珉, 1961-  ), 디아스포라diaspora 지식인 서경식(徐京植, 1951-2023), 진화론·무신론 리처드 도킨스(Richard Dawkins, 1941- ), 신경과학·인지분야 올리버 색스(Oliver Sacks, 1933-2015)였다.

현대 물리학의 양자역학과 일반상대성이론을 결합시키는 이론으로 초끈이론과 루프양자중력이론이 두각을 나타냈다. 초끈이론은 이론물리학자 브라이언 그린(Brian Greene, 1963- )의 저서를, 루프양자중력이론은 카를로 로벨리(Carlo Rovell, 1956- )의 책을 찾았다. 다행스럽게 군립도서관에 저자의 모든 책이 구비되었다. 나에게 여섯 번째 책이었다.