한 이론 물리학자의 암흑 에너지(1/2)
내가 리사 랜들을 만나려 했던 것은 내가 쓰고 있는 소설 때문이었습니다. 소설의 주인공은 작가이자 아이들의 엄마였고, 편집자는 이 주인공을 마음에 들지 않아 했습니다. 그는 주인공이 그렇게 좋은 작가로 보이지도 않았고 항상 아이들에게 소리치는 걸로 볼 때 좋은 엄마도 아니라고 생각했지요.
“그러니까 이 소설의 1인창 화자인 ’N’ 말이지요?”
“나는 당신이 나쁜 엄마이거나 나쁜 소설가라고 말하는게 전혀 아니에요. 그 주인공이 그렇다는 말이지요.”
나는 친구에게 내 소설을 보여주었고, 그녀는 무엇이 문제인지 바로 알아챘습니다. “여기 주인공은 너의 단점만 가졌지, 장점은 가지지 않았네. 그녀를 좀 더 존중하게 만들 수 있는 길을 찾아봐.”
그래서 나는 그녀를 물리학자로 만들기로 했습니다.
지난 여름 동안, 나는 랜들의 책을 읽었습니다. 나는 아이들을 태우고 롱 아일랜드를 운전할 때도 랜들을 생각했지요. 그녀는 프린스턴에서는 여성 물리학자로, 그리고 하버드에서는 여성 이론 물리학자로 최초로 종신교수직을 받았습니다. 그리고 여유 시간에는 세 권의 물리학에 관한 뉴욕타임스 베스트 셀러를 썼고, 자신의 수학 모델에 기초한 오페라 대본을 쓰기도 했습니다. 노벨 물리학상에 가장 근접한 여성들의 목록에도 언급됩니다. (지난 115년 동안 단 두 명의 여성 만이 노벨 물리학상을 받았습니다.) 이메일로 이루어진 우리의 첫 대화는 짧았습니다. 랜들은 한국, 일본, 아스펜, 그리고 줄리우스 웨스 상을 받기위한 독일 등으로 이어진 열흘 간의 여행 중이었습니다. 나는 내가 랜들이라면, 아이들에게 나무나 구름, 별과 같은 대상에 대해 자연의 힘이나 양자적 혹은 우주적 규모에 존재하는 다양한 모순들을 이용해 호기심을 불러 일으킬 수 있을 것 같았습니다. 내가 랜들이라면, 도쿄의 호텔 방에서 룸서비스로 초밥을 먹으면서도 중력파를 생각하겠구나라고 상상했지요.
나는 랜들에게 서핑을 함께 하자고 제안했고, 마침내 그녀와 시간을 보낼 수 있게 되었습니다. 나는 서핑을 막 배운 상태였고 선수와는 거리가 멀었죠. 그녀가 책에 언급한 암벽 등반이나 스키를 볼 때 나는 그녀가 스포츠를 좋아한다고 생각했고 내 실력을 과장해서 그녀의 관심을 끌수 있겠다고 생각했습니다.
랜들이 몬턱(Montauk)에 도착한 것은 화요일 밤이었습니다. 내가 수요일 아침에 해변에 나가자 그녀는 이미 물에 들어가 있었습니다. 나도 따라 들어갈 수 밖에 없었지요. 그녀는 자신이 “순 초짜”라고 주장했지만, 내가 너무 추워져서 물에서 나올 때 나는 이미 그녀가 서서 세 번의 파도를 넘기는 것을 보았습니다. 올해 54세인 랜들은 금발의 미인으로, 나이에 비해 젊어보였습니다. 그녀는 내 어깨에 수건을 둘러주고 내 서핑 솜씨를 칭찬해 주었습니다.
“그러니까,” 나는 잡담 중에 이렇게 물었습니다. “당신은 서핑을 다른 사람들하고는 다르게 생각하는 건가요? 예를 들어 파도를 어떤 공식으로 계산하는 것처럼?”
“사람들은 내가 스키를 탈 때 그렇게 하는지 늘 물어봐요. 하지만 아니에요.”
세상에는 두 종류의 이론 물리학자들이 있습니다. 어떤 가상적인 우주에서 – 예를 들어 10차원 – 시작하는 끈 이론가들과 우리가 이미 알고 있는 양자장론에서 시작하는 모델 수립가 들입니다. 랜들은 두 번째 타잎입니다. 그녀는 동료인 입자물리학자 라만 선드럼과 같이 쓴 두 편의 “뒤틀린 시공간(warped spacetime)”을 제시한 논문으로 유명해 졌습니다. 이 논문들은 입자 물리학계에서 가장 많이 인용된 논문이 되었습니다. 첫 번째 모델 – 엄청난 수식들로 가득한 – 은 왜 중력이 다른 힘들과 달리 그렇게 약한지를 설명할 수 있는 방법을 제안했습니다. (랜들은 그녀가 최근 출판한 “암흑 물질과 공룡(Dark Matter and the Dinosaurs)”에서 이렇게 설명했습니다. “자, 여기 아주 작은 자석으로도 종이 클립을 들어올리는 것이 보이죠? 즉, 지구 전체가 이 종이 클럽을 당기는 힘보다 이 작은 자석이 만드는 자기력이 더 크다는 이야기에요.”)
랜들은 초대칭, 여분의 차원(extra dimension), 그리고 최근에는 암흑 물질 – 초기 우주에서 은하계가 만들어지는데 영향을 미쳤고 어쩌면 지금 태양계의 은하계 내 움직임에도 영향을 주고 있는 – 에 대해서도 업적을 남겼습니다. 랜들과 그녀의 동료들은 전하를 띤 일부 암흑 물질에 의해 암흑 물질이 원반 모양을 가지게 되었고, 역시 원반 모양인 우리 은하 안에 자리잡고 있을지 모른다고 주장합니다. 이들은 이 모델을 “이중 원반 암흑 물질(double-disk dark matter, D.D.D.M)”이라 부릅니다. 랜들은 이 D.D.D.M 에 의해 지구에 6,600만년 전 커다란 혜성이 떨어졌고 공룡과 지상의 75%의 생물이 멸종했다는 가설을 발표했습니다. 우주 전체의 에너지 중 우리가 아는 일반적인 물질은 5% 밖에 되지 않는 반면, 암흑 물질은 25%, 그리고 나머지 70%는 “암흑 에너지(Dark Energy)”가 차지하고 있습니다.
랜들은 입자 물리학에 대해 이렇게 쓴 바 있습니다. “물리학은 우리 눈에 보이지 않는 진실을 말해줍니다.” 랜들과 해변에서 이야기하는 동안 나는 물리학에서 모델을 만드는 것이 소설을 쓰는 것과 비슷하다는 생각을 떠올렸습니다. 두 경우 모두 우리는 우리가 잘 아는 것들을 재배열해서 이 세상에 대한 새로운 진실을 말해주는 무언가를 만듭니다. 조지 엘리엇의 명작 “미들마치(Middlemarch)”는 독자에게 각기 다른 감동을 선사합니다. 나는 도로시아가 나이든 학자인 카소봉과의 결혼이 실수였다는 것을 깨닫는 부분을 좋아합니다.
“비극이 그렇게 자주 일어난다는 사실을 우리는 제대로 느끼지 못한다. 아니, 안다해도 우리는 이를 받아들일 수 없을 것이다. 우리가 모든 일상을 예민하게 보고 느낀다면, 이는 잔디가 자라는 소리와 달팽이의 심장 소리를 듣는 것과 비슷할 것이며, 이런 침묵 저편에서 들려오는 울부짖음은 결국 우리를 죽음에 이르게 할 것이다. 그런 고로, 우리 중 가장 영특한 이들 조차도 적당한 어리석음으로 자신을 방어할 수 밖에 없는 것이다.”
이 부분을 읽기 전까지 나는 내가 왜 작가가 되고 싶은지를 표현할 수 없었습니다. 예민한(keen), 다람쥐(squirrel), 방어하는(wadded) 같은 단어들의 조합은 이전까지는 묘사된 적 없는 현실을 설명합니다. 나는 이 단락을 다시 읽으면서 물리학자가 수식을 사용해 세상을 묘사하는 것과 비슷하다는 생각과, 또한 랜들처럼 영특한 이들은 자신의 두뇌를 쉬게 하기 위한 어떤 약점을 가지고 있으리라고 생각했습니다. (뉴요커)