과학도서 - 이십일세기와 자연과학 이십일세기와자연과학

<독후감>
31인 교수 공동 집필 - <21세기와 자연과학>
하늘에서 본 지구, 땅에서 본 우주
나는 가끔 별이 총총한 밤하늘을 올려다보면서 신비로움에 휩싸인다. “저 수많은 별을 담은 우주는 어떻게 생겨났을까?”하고 생각 해 보니 점점 더 궁금해졌다. 우리가 ‘왜 사는가?’하는 삶에 대한 근원적 질문을 내내 덮어두고 살 수 없듯이 우주 탄생의 비밀과 그 변화 과정에 대한 의문을 영원히 피해 갈 수는 없다고 생각하였다. 이 우주가 어떻게 생겨났으며, 앞으로 어떻게 변할 것인가 하는 물음에 대한 답도, 우주의 일부로서 살고 있는 우리의 인생관과 세계관을 틀 짓는 일에 귀중한 실마리를 선사할 것이다.
나는 이번 과학의 달을 맞이하여 그 동안 내가 가장 관심 있고 흥미로워 한 우주에 대하여 여러 가지 궁금증도 풀고, 우주 항공 분야 등에 대해 자세히 알아보기 위하여 ‘21세기와 자연과학’이라는 책을 읽게 되었다…(생략)

온, 지구가 우주의 중심이라는 자기 중심적 우주관을 완전히 버려야 했다고 한다. 그리고 사람들의 우주가 변하지 않는다는 생각도 모두 바꿔 놓았다고 한다.
허블의 관측 이후, 과학자들은 그것을 기초로 많은 우주의 기원에 대한 이야기를 만들어 냈다고 한다. 나는 우주의 기원에 대해 궁금한 것이 많았는데 우주의 기원에 대한 학설이 많으니 이제 곧 우주의 기원이 밝혀지겠구나 하는 큰 기대를 가지고 있었다. 하지만 과학자들의 이야기는 아직 불완전하고 단편적인 것들뿐이라고 하여 실망스러웠다. 그러나 최근에 과학자들이 짜 맞춘 각본이 어느 정도 성공하고 있다고 하니 언젠가는 우주의 기원을 알 수 있을 것이라는 확신이 생기기도한다.
나는 항상 ‘앞으로 우주가 어떻게 될까?’ 이런 생각을 해 왔다. 우주의 시작도 잘 알지 못하는데 우주의 미래를 모르는 것은 당연한 일일지도 모르지만 우주의 미래가 곧 우리의 미래이기 때문에 나의 질문에 대한 답은 꼭 필요하다는 생각이 들었다. 현재 우주론이 예측하는 우주의 미래는 3가지가 있다고 한다. 첫 번째는 우주가 현재의 팽창을 멈추고 언젠가는 다시 수축할 가능성이라고 하며 두 번째는 우주가 현재처럼 영원히 팽창할 가능성이라고 하고 세 번째는 우주가 팽창하다가 결국 멈추게 될 가능성이라고 한다. 나는 우주가 무한히 팽창하여 우리가 광활한 우주의 고아가 되면 어쩌나, 아니면 우주는 유한하고 미래에 다시 수축하여 초고온, 초고밀도의 초기 우주와 같은 상태로 되돌아가면 어쩌나하는 걱정이 생겼다.
우주의 이런 거시적 변화에 대한 문제를 풀기 위해서는 우주의 물질 밀도를 측정해야 한다고 한다. 광범위한 영역에 걸쳐 이 밀도의 평균값을 정확히 측정하기 위해서는 먼 우주까지 외부 은하들의 분포를 탐사하여야 하는데 최근 야심에 찬 몇 개의 외부 은하 공간 분포 탐사가 이루어지고 있다고 한다. 나는 이 관측으로 말미암아 금세기를 넘기기 전에 우주의 물질 밀도가 정확히 알려져서 우주의 거시적 구조와 운명이 밝혀지리라는 기대로 흥분되었다.
외부 은하 탐사에 인공위성이 필요할 정도로 최근에 우주항공 산업기술의 중요성이 높아지고 있다고 한다. 우주항공 산업기술은 강력한 추진력을 자랑하는 로켓을 개발하여 다목적 인공위성을 하늘로 올려 보내고, 우주 탐사선을 잇달아 발사하고 있다고 하니 그야말로 우주시대가 우리 앞에 성큼 다가왔다는 생각이 들었다. 하지만 지금의 이런 우주공간으로서의 진출은 하루아침에 이루어진 것이 아니라고 한다. 코페르니쿠스 이후 케플러의 행성운동의 법칙과 뉴턴의 만유인력의 법칙 등의 연구에 의한 태양계의 발견, 그리고 20세기의 아인슈타인 등의 연구가 토대가 되어 가능했다고 한다. 우주로서의 진출은 정말 많은 사람들에 의해 오랜 기간의 노력 끝에 완성된 것이라는 생각이 들었다.
이런 많은 사람들의 노력과 20세기의 놀라운 항공기술 덕분에 인간이 예로부터 품었던 우주에 대한 환상적 꿈이, 꿈이 아닌 현실로 성큼 다가오고 있다고 한다. 아폴로 11호의 성공, 1970년대의 바이킹 계획과 보이저 계획 등, 불과 30여 년만에 우주항공 산업 기술은 정말 눈에 띄게 발전한 것 같았다. 불과 몇 해 전인 1997년 7월, 미국의 독립기념일에 맞춰 패스파인더라는 우주선이 태양 전지로 움직이는 로봇인 소저너를 싣고 화성에 착륙해 화성에 생명체가 존재하는지 여부를 관찰할 때 나는 큰 기대로 흥분을 감추지 못했었다.
이처럼 지구가 아닌 다른 행성에 생명체가 있는지를 알아볼 정도의 우주항공시대가 열릴 수 있었던 것은 인공위성기술 덕분이라고 한다. 최초의 인공위성은 지금의 러시아, 즉 옛 소련이 1957년 10월 4일에 쏘아 올린 스푸트닉 1호였다고 하며, 스푸트닉호의 성공은 세계를 깜짝 놀라게 만들었다고 한다. 얼마 후 미국도 엑스플로러 1호와 뱅가드 1호를 차례로 지구 궤도에 올려놓아 바야흐로 인공위성시대가 개막된 것이라고 한다. 지금 세계 각국에서 쏘아 올린 인공위성들 때문에 지구 궤도는 교통정리를 해야할 정도로 붐비고 있는데 불과 40년만에 이렇게 많은 인공위성들이 만들어졌다는 것이 나는 믿어지지 않았다.
인공위성의 발사 성공은 우주 여행에 대한 인류의 꿈이 머지않아 실현될 것이라는 사실을 예고했던 것이라고 생각한다. 옛 소련이 두 번째로 발사한 인공위성 스푸트닉 2호에 우주 개라는 별명을 가진 라이카란 개가 타고 있었다고 한다. 그 개가 제일 먼저 우주 여행을 한 지구 생물인 것이 되어 버리니 인간이 그 첫 번째 역사를 세우지 못한 게 조금은 안타깝다는 생각이 들었다. 최초로 우주 비행에 성공한 사람은 옛 소련의 유리 가가린이었다고 한다. 1961년 4월, 보스톡 1호를 타고 1시간 48분간 지구 둘레를 비행한 후 무사히 착륙하는 쾌거를 이루었던 것이다. 보스톡 1호 다음에 아폴로 11호 등의 수많은 우주선이 발사되어 우주 탐사는 이제 마음만 먹으면 가능한 일이 되었다고 한다. 언젠가는 나도 우주 여행을 할 수 있을 것 같다는 왠지 좋은 느낌이 들었다.
작년부터는 국제 우주정거장 2단계 건설이 시작되고 있다고 하니 우주 여행에 대한 나의 희망은 결코 허망한 것이 아니라는 생각이 들었다. 우주정거장 건설은 글자 그대로 더 먼 우주공간으로 여행하기 위한 정거장을 확보하기 위한 것이라고 한다. 아주 먼 곳으로 우주선을 보내기 위해서는 지구 중력을 이겨 낼 수 있는 엄청난 추진력의 우주선이 필요하다고 한다. 따라서 일단 우주정거장까지 우주탐사선 제작에 필요한 부품을 실어 보낸 다음 그곳에서 조립한다는 구상을 하게 된 것이고, 우주비행사의 교육과 훈련도 우주정거장에서 실시한다는 계획을 갖고 있다고 한다. 정말 멋진 계획인 것 같았다. 지구에 만들어 놓은 모의시설이 아니라 진짜 우주의 조건에서 교육할 수 있다면 참 좋을 것이기 때문이었다. 그리고 그것을 발판으로 인류는 문명이 존속되는 한 계속하여 우주의 신비를 밝히는 작업에 열중할 수 있으리라는 기대를 가져보았다.
21세기를 눈앞에 두고, 로켓 기술이나 우주항해기술은 그야말로 눈부신 발전을 거듭하고 있다. 컴퓨터와 각종 전자장비의 발전으로 로켓이나 우주선의 통제, 조정 기술은 상상했던 것 이상의 수준에 이르렀고, 과학자들은 우주를 단지 탐험의 대상으로만 생각하지 않고 적극적으로 이용할 생각에서 그와 관련된 실험을 하고 있다고 한다. 나는 문득 우주 여행이나 우주도시 건설은, 아직까지는 과학 영화와 과학 소설에나 나타날 뿐이지만 결코 황당한 이야기라고 할 수는 없는 것 같다는 생각이 들었다.
우리 나라도 1995년 8월 세계 22번째로 독자적인 상용위성 ‘무궁화 1호’를 발사하여 21세기 정보화 시대에 대비하는 모습을 보여 주었다. 그러나 아직까지 우리 나라의 위성기술은 선진국 수준에 비하면 초보 단계에 머물러 있다고 한다. 하지만 나는 우주통신산업이 전략 산업으로 떠오르고 있는 점으로 미루어 앞으로의 전개를 주목할 만하다는 생각이 들었다. 이제 우리 나라도 우리 국적의 위성을 제작하고 발사하는 과정을 통해 기술 개발과 경험을 쌓고, 바로 눈앞에 다가온 21세기 우주 시대에 탄탄하게 대비해야 할 것이라는 생각도 들었다.
앞으로 우주산업기술의 발전은 지구상에서는 불가능한 과학기술을 가능하게 할 수 있을 것만도 같았다. 우주산업기술의 발전이 1960년대 이후 과학 기술의 내용과 판도에 엄청난 영향을 미친 것처럼, 앞으로도 그 영향은 계속되리라고 본다면 우주선 발사와 관련된 새로운 첨단 분야가 창출되어야겠고 협동연구와 국제 협력도 필요하며, 위성을 발사하고 우주를 탐험하는 데에는 범세계적인 지상시설의 건설과 협동 작업도 필수적이라는 생각이 들었다. 그렇게만 된다면 이 광활한 우주도 인간에게 언젠가는 정복될 것 같았다.
그리고 나는 책의 마지막 장을 넘기면서 그 날을 기대했다. 미래의 어느 날 우주의 또 다른 생명체와 만날 그 날을.