재미난 과학이야기28
                                                                                                 

1998년 11월 18일


[ 본 내용은 필자(우프 김영준 선생)가

경북대학교 신문에 실은 내용입니다.]

 

백투더퓨처를 보고 온 철수는 타임머신이 진짜로 가능한 것인지 너무나 궁금했다.

옆집에 사는 뻔하지 박사를 찾아가 단도직입적으로 질문을 던졌다.

 

“박사님, 타임머신이 진짜 가능한가요 ?”

“물론, 시간터널이 열리면 가능한 일이지.”

“시간터널이라고요 ?”

“암, 시간터널 속에서는 시간이 흐르지 않지. 빛의 속도로 물체가 이동하므로

시간이 멈추는 것이야. 아인슈타인의 상대성원리에 입각한 것이지.”

 

“그러면 시간터널이 어디에 있어요?”

“그야, 블랙홀에 있지.”

“블랙홀 ?, 그게 뭔데요 ?”

 

기다렸다는 듯이 뻔하지 박사는 녹차를 단숨에 마시고 설명을 시작하였다.

“중력이 큰 별일수록 주위의 것을 강하게 잡아당기니 주변의 물질들이

별로 끌려 떨어지는 것이야. 그런데, 엄청나게 무거운 별은 스스로

만들어 내는 별빛마저도 거대한 중력으로 잡아당겨 빛이 밖으로 나갈 수가

없어 검게 보이지. 이런 별을 블랙홀(black hole)이라고 하는거야.

1969년 미국의 과학자 휠러가 제일 먼저 쓰기 시작한 용어지.

이전에는 블랙홀은 검은별(black star) 또는 차가운 별(frozen star)이라고 불렀지.”

 

이마의 땀을 닦으며 박사의 열변은 계속되었다.

"지구를 반지름 1cm 이하로 압축시키면 빛이 빠져나가지 못하는 블랙홀이

되는 거야. 태양은 반지름 3 km 정도로 압축시키면 되고.

반지름을 슈바르츠실트반지름이라고 하지.

슈바르츠실트는 독일의 천문학자인데 슈바르츠(schwarz)란 독일어로

"검다"란 뜻이고 실트(schild)는 독일어로 "방패",''차단막"을 의미하므로

슈바르츠실트가 블랙홀을 연구한 것은 기묘한 인연이라고나 할까.."

 

"그러면 블랙홀이 정말 있나요?"

"암, 블랙홀에서는 강한 X 선을 내는데 이 X선을 측정하여

블랙홀을 찾을 수 있지. 현재 블랙홀로 여겨지는 천체가 발견되었단다.

바로 백조자리 X-1 (HDE226868) 별이 블랙홀이라고 여겨진단다.

별에서 강한 X선이 발견되었지."

 

“그럼, 블랙홀은 별이네요. 별 속에 시간의 터널이 있나요?”

“그렇지, 휠러의 생각에 따르면 모든 것을 빨아 들이는 블랙홀의

중심에는 다른 공간으로 연결되는 통로가 있다는 것이야.

통로를 웜홀(worm hole)이라고 하지. 마치 벌레(worm)가 사과를

관통하여 지나가는 구멍을 만들어 놓았다는 의미지.

블랙홀로 빨려 들어간 물질들은 웜홀을 통해 다른 공간으로 쏟아져

나가는 것이야. 이렇게 나가는 곳을 화이트홀(white hole)이라고 한단다.

빨려 들어갔던 빛들도 쏟아져 나오니 하얗게 보이므로 화이트홀이란

이름이 붙여진 거야.”

 

“박사님 말씀을 들으니 그 세계가 마치 세면대와 비슷하네요.

세수한 후 마개를 열면 물들이 빨려 들어가니 거기가 블랙홀이고

쇠파이프는 웜홀이고 하수도로 물이 나가는 그 지점이 바로 화이트홀이네요.”

 

“옳지, 철수가 똑똑하군. 들어가는 곳(블랙홀), 이동 통로(웜홀),

나가는 곳(화이트홀)이라고 생각하면 되지. 그런데, 웜홀을 지나가는

물질들은 빛의 속도로 날아가므로 웜홀을 통과하는 순간은 시간이

흐르지 않는 것이야. 바로 그 원리를 이용하여 시간의 여행이 가능한

것이야. 웜홀이 바로 시간터널인 셈이지.

우주선과 지구를 연결하는 웜홀을 만든 후에 그 우주선을 타고

우주를 여행하며 웜홀을 통해 지구와 우주선 사이를 들락거리면

시간여행을 할 수 있다는 이론이 나왔지. 하지만 웜홀을 만들기가 힘들지.”

 

뻔하지 박사의 열강은 계속되었다.

" 또한 웜홀로 이어지려면 블랙홀로 빨려 들어가야 하는데 빨려 들어가는

사람은 붉어지다가(빛의 파장이 길어져) 희미해져(에너지가 작아져)

시야에서 사라지게 되는 것이야. 빨려 들어간 사람은 즉각적으로

양성자나 전자로 분해되어 버리지. 그러니 웜홀에서 분해되지 않으려면

거대한 중력을 이길 수 있는 물질이 필요한 것이야.

 

그래서 반중력 물질을 이용해 웜홀이나 우주선이 사라지는 것을 막아야

하지. 그런데, 아쉽게도 현재는 반중력 물질을 만드는 것이 불가능하지."

 

"박사님 말씀을 들으니 다 분해되어 내가 사라져버리니 시간여행은

불가능하네요. 과거나 미래로 갈 수가 없잖아요."

 

"하지만, 현재는 불가능하지만 먼 미래에 가능할지도 모르는 것이야.

눈꼽만한 가능성이라도 있으면 언젠가 실현될 날이 오겠지.

미래는 상상의 결과인 것이야."

 

실망한 철수에게 박사님은 마지막으로 다음과 같은 말을 해주었다.

"철수야 오늘밤이라도 하늘의 UFO를 찾아보아라.

혹시 그것이 미래에서 온 우리 후손들의 타임머신일지도 모르잖아."



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