<천국의 문을 두드리며>

- 리사 랜들 (사이언스북스, 2015)

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제목의 종교적 분위기와는 다르게, 이 책은 현대 물리학 책이다. 리사 랜들은 입자 물리학과 우주론을 연구한 물리학자이자, 나름 지명도 있는 과학 책 저자이다.

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책 제목은, 발 딜런 노래의 음악 가사에서 따왔다고 했지만, 저자의 궁극적인 의도는 세계(우주)에 노크하면서, 미지의 영역에 문을 두드려 열고, 그래서 기지의 세계를 확장해간다는 계몽주의적 과학주의적 세계관에서, 제목을 전유한 것이다.

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책이 적당히 재미 있으나, 가끔 까다롭다. 그래서 읽다가 의야함이 뾰족 튀어나오는 상황을 여러 번 경험하게 된다. 대중적 글쓰기 톤으로 말하다가, 갑자기 전문 영역 얘기할 때 비전문가들에게는 생소 할 난이도 높은 얘기가 소나기처럼 쏟아진다.

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모르면 대충 넘어가도 좋은데, 과학 책을 그렇게 읽고 싶진 않은 사람들에겐 난감한 일이다. 마치 세계적으로 많이 팔린 책 스티븐 호킹의 <시간의 역사>가 그 앞 부분이 편하게 가다가 중간부 이후로 생소한 개념의 소나기가 쏟아져, 일반인이 감당하기 어려운 수준이 된다. 그래서 많이 팔린 만큼, 역설적으로 완독자가 거의 없다는, 우스개 소리가 있다. 근데 읽어보면 그 멘트가 유머가 아닌 다큐라는 느낌이, 책을 읽어 보면 안게 된다.  

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이 책에서도 그러한 생소한 소나기가 가끔 쏟아진다. 특히 중간 부분, 중후반 부분에 그렇다. 과학적 설명에서 부족한 부분, 혹은 개념 구분이 잘 안되는 부분에 대해서는 chatgpt같은 조수를 이용해서, 도움을 얻으니 읽을 만 했다.

책에서 설명 없이 물리학적 개념어를 쓸 때, 개념의 정의와 분별을 이 조수를 통해 하면, 인지적으로 아득한 막막한 큰 강을 건너는데 도움이 된다.

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LHC(대형 강입자 가속기)내에서 블랙홀이 생기네 마네, 하는 이슈가 있다. 일부 비과학자이자 음모이론가적 이슈에 정통한 사람들이, LHC에서 만들어질 수 있는 소규모 블랙홀이 지구와 인류를 삼키는 위험성이 있다고 아우팅하면서 이슈화시키고 데모를 했다. (LHC를 가동하지 마라! 거기서 만들어지는 블랙홀이 지구를 삼킨다!)

이에 대해 저자는 논리적으로 디스한다. 이론적으로 간단히 얘기 하고 마는데.. 설명하자면 이렇다. 블랙홀은 작을 수록 더 뜨겁고 복사를 많이 하기 때문에 , 아주 작은 분자 규모의 블랙홀은 복사를 많이 해 금방 사라진다는 언급을 얼핏 한다. 이론적 배경 없이 흘리는 이야기로 하고 마니, 궁금증이 남는다. 

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이 이슈를 AI질문으로 넘기면 나름 치밀한 답변을 한다. 더 나아가 친절한 답변을 해주면서, 비유까지 해준다. 그래서 전문가의 설명 한계(자기가 아는 여러 개념들을 다른 사람들도 이미 알겠거니 하면서 발생하는 불친절한 한계)를 넘어서게 해준다.

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호킹의 블랙홀에 대한 이론으로, 수식과 그것을 간략화 한 설명으로 핵심적으로 제시해주면서 설명한다. 거대한 별의 종말에서 탄생한 블랙홀은 차갑지만(2도 정도 캘빈), 에베레스트산 크기의 블랙혹은 플라즈마처럼 뜨겁다고 한다. 호킹의 이론에 근거한 계산에 의하면 말이다.

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그럼 블랙홀에 대한 호킹의 이론 식이 과연 100%맞느냐? 거기에 오류가 있다면, 숨어있는 위험이 도사리고 있지 않겠느냐는 추가적 의문이 가능하다. 이에 대해서는 강입자 충돌기에서 만들어지는 방식의 고에너지 양성자-양성자 충돌은 별의 일생(백색왜성 같은)에서 유사한 환경이 조성 되서 만들어지기도 한다는 것. 그러나 지금까지 그런 별들을 수 많이 관찰해 보니, 미세 블랙홀이 만들어져 백생왜성이 갑자기 사라지거나 했던 적이 없으므로, 임상적으로 봐서 미세 블랙홀의 위험성은 거의 없다는 주장을 저자는 한다. 잘 모르던 흥미로운 논쟁이었다.

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여튼 그래도 이 책은 친절한 책은 아니다. 이 책은 주로 저자의 전공에 해당하는 입자 물리학 중심으로, 물리학의 주요 이슈를 설명한다. 추가로는 LHC(강입자 가속기)의 설명이 매우 훌륭한데, 왜 고에너지 양성자 가속기가 물리학 연구에 필수적인지, 그리고 그 가속기의 작동 원리에 대한 설명은 유사 다른 책에 비해서는 매우 잘 설명해 주어 좋았다.

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추가적으로 암흑 물질과 암흑 에너지에 대해, 명칭만 알고 있고 피상적 이해만 있었는데, 이 책에서 주요 이슈로 본격적으로 설명하고, 특히 암흑 물질 후보 탐색에 대한 작금의 최신 연구를 소개 시켜주는 것도 인상적이었다.

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암흑 물질은 은하의 회전에서 보이는 모습이, 별들의 질량으로 설명 안되는 현상을 설명하고자 제안 된 개념이다. 은하의 회전 속도와 측정 된 별들의 질량으로는 은하를 이루는 별들을 흩어져야 한다. 하지만 측정되지 않는 모종의 무게가 있어 은하를 이루는 별들이 산개되지 않게 잡아준다는 것이다.

암흑물질은 그러한 은하계의 안정성을 설명하는 무게의 필요성 때문에 나온 개념이다. 또한 무게는 있는데 다른 물질과 상호작용을 거의 하지 않는 성질 때문에 검출이 지난하다고 한다.

암흑 에너지는 우주의 최근 다시(?) 급팽창하고 있는데, 그것을 설명하기 위해 별들의 무게와 암흑 물질로는 부족하고, 추가적으로 암흑에너지를 설정해야 하기 위해 만들어진 개념이다. (우주의 최근의 급팽창에 대한 설명으로 노벨상을 받은 그룹이 있지만 한국의 천문학 학계에서 이를 강력히 반증하는 이론을 제시해, 논쟁 중인 이슈가 되었다. 급팽창하지 않는 다는 견해가 은하의 나이를 보정한 관측결과와 일관된다는 주장이다)

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칼 세이건 이후의 최고 인기의 현대 물리학 해설가는 브라이언 그린이라 할 수 있다. 그의 탁월한 책과 그 지적 밀도가 높은 책들의 재미를 생각 해보자. <엘러건트 유니버스>, <우주의 구조>, <멀티 유니버스>, <엔드 오브 타임>. 하나도 버릴 것이 없다.

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다 하나같이 주옥같은 작품들이다. 그린의 저작들이 10점 만점의 9점 정도에 해당한다면, 리사 랜들의 이 책은 재미도 있고 인상적이고 면모가 있지만 그린의 수준에는 미치지 못하고 있다. 나쁘지 않지만 강렬하거나 친절하거나(설명력의 탁월함), 인상적이지 않다. 그럼에도 이 분의 책이라면 한두 권 정도 더 읽을 의향은 있다고 하겠다.