Rookie Scientist Column by 병아리

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우주를 이해하는 특별한 존재 part.01

 

 


우주를 이해하는 특별한 존재

아인슈타인의 대표적인 업적으로는 상대성 이론이 있다. 이는 천동설적 세계관을 지동설적 세계관으로 뒤집은 것과 같이 뉴턴이 정립한 기존의 우주관을 뒤집는 획기적인 이론이었다.


하지만 천재 과학자인 그도 ‘우리는 아직 자연이 보여준 모습의 10만분의 1도 모른다.’라는 말을 통해 인간이 우주에 대해 아는 지식은 지극히 적다는 것을 고백하고 있다. 아인슈타인은 우주에 대해 많이 아는 만큼 의문도 많았던 것 같다. 그가 가졌던 의문 중 가장 이해되지 않는 것은 무엇이었을까?

 
이 우주에서 가장 이해되지 않는 것은 그것이 이해될 수 있다는 것이다. - 아인슈타인


우주에 비하면 지구는 점과 같고, 지구에 비하면 인간은 점같이 작은 존재일 것이다. 인간은 점같이 작은 존재이지만, 뉴턴의 만유인력 법칙과 아인슈타인의 일반상대론 같은 중력 이론을 통해 행성의 공전과, 혜성의 순환 주기 등을 정확도 있게 예측할 수 있다.



4차원 세계인 만유 인력 법칙의 발견


만유인력 법칙은 모든 만물 사이에 서로 끌어당기는 힘이 있다는 사실을 말한다. 모든 물체를 땅으로 잡아당기는 힘이 있다는 정도는 누구나 쉽게 인지할 수 있다. 그러나 이러한 감각을 확장시켜 만유인력이라는 개념에 도달하고, 천체의 운행을 설명한다는 것은 놀라운 일이다. 일반상대론에서는 4차원 시공간의 휘어짐으로 중력을 설명한다.


기하학에서 선은 1차원, 평면은 2차원, 공간은 3차원이다. 인간은 3차원 세계에 살고 있기 때문에, 3차원과 그 아래 단계인 1, 2차원은 비교적 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 그러나 공간 보다 높은 차원인 4차원 이상의 세계는 어떤 형태를 가지는 세계일까? 인간이 경험과 인지의 한계를 넘어 4차원 이상의 세계를 발견했다는 것은 참으로 놀라운 일이다.


인간은 어떻게 손에 잡히지도 않는 만유인력의 존재를 발견할 수 있었을까? 경험하지도 못하는 4차원 시공간에서 일어나는 현상을 어떻게 발견할 수 있었을까? 아인슈타인의 말처럼 참으로 이해되지 않는 일이다. 블랙홀 이론에 큰 공헌을 한 영국의 물리학자 스티븐 호킹도 다음과 같은 말을 남겼다.


우리는 원숭이로부터 진화한 존재에 불과할 뿐 아니라 살고 있는 곳도 보통 크기의 작은 행성에 불과하다. 하지만 우리는 우주를 이해할 수 있다. 우리가 특별한 이유는 바로 그 때문이다.

- 스티븐 호킹


 

인간과 동물의 차이를 물리학의 입장에서 바라보다


‘원숭이가 인류의 조상인가? 우주에서 생명체가 사는 곳은 지구가 유일한가?’ 와 같은 질문은 일단 넘기고, 그가 물리학자로서 생각하는 인간이 특별한 이유에 주목했으면 좋겠다. 인간이 동물에 비해 어떤 면이 뛰어난지 물리학의 입장에서 바라보자. 인간은 동물보다 지능이 높다 못해 우주의 법칙을 발견하여 응용하고, 우주의 기원을 탐구한다.


해와 달과 지구상에 적용되는 보편타당한 힘의 원리를 발견하여 건축 및 공학에 응용했고, 하늘에는 인공위성을 띄웠다. 4차원 시공간의 세계, 소립자의 세계와 같이 보고, 듣고, 만질 수 없는 영역까지도 사고를 확장해 기본 원리를 발견하고, 각종 응용 기술을 개발하고 있다.


인간이 우주를 이해할 수 있다는 것은 무엇을 의미하는 것일까? 물리학자들은 물리학 법칙을 통해 우주를 이해하는 사람들이다. 따라서 아인슈타인이 이해할 수 없었던 것은 우주에 존재하는 법칙이 인간에 의해 발견될 수 있고, 발견된 법칙이 인간이 이해할 수 있는 형태로 표현될 수 있다는 사실이었을 것이다.


인간이 물리학을 할 수 있다는 것 자체가 이해되지 않았을 수도 있다. 천재 과학자 두 사람이 던지는 이 질문들은 과학 자체에서 해결되기보다 철학과 신학의 도움으로 해결돼야 할 것이다. 이어지는 여러 개의 글을 통해서는 두 과학자의 질문에 대한 성경적인 답을 찾아볼 것이다.


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날짜
12/16/2014

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