인류에게 남은 시간은 50년, 우주의 비밀을 풀어야 한다

최근 데이비드 그로스(David Gross)는 우주의 근본 법칙을 해독해 온 평생의 공로를 인정받아 300만 달러의 상금을 받기 위해 무대에 올랐지만, 그는 우주의 영광에 대해 이야기하는 대신 우리가 그 이야기의 결말을 볼 수 있을 만큼 오래 살아남지 못할 가능성이 높다고 청중에게 말했습니다. 이는 인간의 지성이 존재의 전체 청사진을 파악할 수 있다는 믿음, 즉 낙관주의를 바탕으로 평생을 살아온 한 과학자가 내놓은 충격적인 비관론입니다.

그로스는 이론 물리학의 거장이자 노벨상 수상자이며, 오늘날 우리가 아원자 세계를 이해하는 방식의 기틀을 마련한 건축가 중 한 명입니다. 그러나 그는 현재 자신의 시간 중 상당 부분을 인류가 향후 50년을 생존할 확률이 극히 낮다는 경고를 하는 데 할애하고 있습니다. 그가 말하는 것은 먼 우주에서 별이 폭발하거나 떠돌이 블랙홀이 태양계로 진입하는 위기가 아닙니다. 바로 우리 자신에 대한 이야기입니다. 구체적으로, 향후 30년 안에 핵전쟁으로 자멸할 수 있다는 매우 현실적인 가능성을 경고하는 것입니다.

쿼크를 길들인 사람

그로스의 경고가 왜 그토록 큰 무게를 갖는지 이해하려면, 그가 300만 달러의 브레이크스루상(Breakthrough Prize)을 받게 된 계기를 살펴봐야 합니다. 1970년대 초, 물리학계는 혼란에 빠져 있었습니다. 과학자들은 양성자와 중성자를 구성하는 작은 기본 입자인 쿼크의 존재는 알고 있었지만, 왜 쿼크들이 서로 결합해 떨어지지 않는지는 이해하지 못했습니다. 원자를 아무리 세게 부수어도 쿼크 단독으로는 결론적으로 발견할 수 없었기 때문입니다. 마치 보이지 않는 끊어지지 않는 끈으로 묶여 있는 것과 같았습니다.

그로스는 프랭크 윌첵(Frank Wilczek), 데이비드 폴리처(David Politzer)와 함께 '점근적 자유(asymptotic freedom)'라는 성질을 발견했습니다. 이를 우주적 고무줄이라고 생각하면 쉽습니다. 두 쿼크가 매우 가까이 있으면 그들 사이의 힘은 거의 사라져 마치 자유로운 것처럼 움직입니다. 하지만 그들을 떼어놓으려 하는 순간, 힘은 점점 더 강해집니다. 당기면 당길수록 우주는 더 강하게 끌어당깁니다. 이 발견은 강한 핵력을 설명하는 이론인 양자색역학(Quantum Chromodynamics)의 퍼즐을 맞추는 마지막 조각이었습니다.

그것은 깊은 깨달음의 순간이었습니다. 우주는 종종 직관과는 어긋나지만 수학적으로는 완벽한 규칙을 따른다는 것을 보여주었기 때문입니다. 이러한 성공은 통합의 꿈에 불을 지폈습니다. 강한 핵력, 약한 핵력, 전자기력을 설명할 수 있다면 결국 중력까지 그 안에 포함할 수 있을 것이라는 생각이었습니다. 그로스는 경력의 후반부를 끈 이론(string theory)이라는 복잡하고 다차원적인 세계를 통해 그 희대의 과제를 추구하는 데 바쳐왔습니다.

우리의 상황이 가진 중력

왜 35년이 파국을 알리는 마법의 숫자인가

문명이 35년 안에 끝날 수 있다는 그로스의 예측은 새로운 물리학 방정식이 아니라, 인간의 행동과 정치적 불안정에 대한 그의 관찰에 근거한 것입니다. 시계를 들여다보고 있는 사람은 그뿐만이 아닙니다. 원자과학자회보(Bulletin of the Atomic Scientists)가 발표한 '지구 종말 시계(Doomsday Clock)'는 현재 자정 90초 전을 가리키고 있는데, 이는 역사상 가장 자정에 가까운 시간입니다. 물리학자의 눈에 현재 세계는 균형을 잃은 시스템처럼 보입니다.

역설적이게도 그로스가 개척을 도운 바로 그 물리학, 즉 원자핵에 대한 이해가 우리의 파멸을 가져올 도구를 제공하고 있습니다. 우리는 원자의 힘을 마스터했지만, 그것을 통제하는 사람들의 충동은 통제하지 못했습니다. 그로스는 이제 자신의 시간을 우주의 가장 어려운 문제를 해결하는 것과, 그 해결책을 들을 수 있을 때까지 인류가 살아남아야 한다고 설득하는 일로 나누고 있다고 말합니다.

그의 경고에는 특유의 좌절감이 서려 있습니다. 우주의 본질이 얼마나 아름다운지 들여다본 사람이 고개를 들어보니, 승객들이 차를 전복시키려 하고 있는 모습을 본 사람의 목소리입니다. 그는 양자 중력 이론으로 가는 주요 장벽이 똑똑한 사람의 부족이나 수학의 부족 때문이 아니라 바로 '시간'이라고 주장합니다. 우리는 현명해지기 위한 시간이 문자 그대로 바닥나고 있습니다.

미완성 교향곡의 대가

만약 그로스의 말이 맞다면 어떻게 될까요? 인류가 50년이라는 고비를 넘기지 못한다면, 우리는 미완성된 현실의 지도를 남기게 될 것입니다. 우리는 입자를 식별하고, 힘을 도표화하고, 빅뱅 직후의 첫 순간을 엿보기까지 했습니다. 그러나 은하의 탄생부터 눈 깜빡임까지 모든 것을 설명할 수 있는 단 하나의 방정식, 즉 최종 통합은 유령으로 남을 것입니다.

일부 비평가들은 그로스가 지나치게 극적이라고 주장합니다. 그들은 인류가 냉전, 쿠바 미사일 위기, 그리고 수많은 다른 "종말" 시나리오를 이겨냈다는 점을 지적합니다. 그들은 분열된 세계 속에서도 과학은 계속될 방법을 찾을 것이라고 말합니다. 그러나 그로스의 핵심은 우리가 지금 하고 있는 과학, 즉 CERN이나 제임스 웹 우주 망원경과 같은 수십억 달러 규모의 다국적 연구들은 핵 긴장과 고립주의로 정의되는 세계에서는 생존할 수 없다는 것입니다.

지성을 향한 호소

순수 물리학에서 실존적 경고로 전환한 그로스의 태도는 과학자들이 진공 상태에서 살지 않는다는 사실을 상기시켜 줍니다. 그가 받은 300만 달러의 상금은 우리가 호기심 많고 협력적이며 무한한 가능성에 집중할 때 무엇을 성취할 수 있는지 보여주는 증거입니다. 그러나 그의 연설은 우리가 최악의 상황에 처했을 때 어떤 일이 벌어질지를 경고하는 것이었습니다.

그가 제시한 도전은 동료 물리학자들에게 더 빨리 일하라는 것만이 아닙니다. 그것은 물리학자들이 연구할 수 있는 세상이 여전히 존재하도록 보장해야 한다는 우리 모두를 향한 도전입니다. 우리는 우주의 시작(T-zero)부터 오늘날에 이르기까지 전체 역사를 이해할 잠재력을 가진 첫 번째 세대입니다. 만약 우리가 그 실험을 끝낼 가치가 없다고 결정해버린 세대가 된다면, 그것이야말로 우주적인 농담이 될 것입니다.

그로스는 수학을 포기하지 않았습니다. 그는 여전히 끈 이론을 연구하며 상상할 수 있는 가장 짧은 거리에서 시공간이 어떻게 행동하는지 확인하려 노력하고 있습니다. 하지만 그의 시선은 이제 지평선을 향해 고정되어 있습니다. 그는 미래라는 방정식의 가장 중요한 변수가 중력이나 강한 핵력이 아니라 바로 우리 자신임을 알고 있습니다. 우리가 신의 비밀을 알고 싶다면, 그에 앞서 먼저 영장류의 충동으로부터 살아남아야 합니다.