일전에 〈이벤트 호라이즌(Event Horizon)〉이라는 공포영화를 본 적이 있다. 조난당한 우주선 ‘이벤트 호라이즌’ 호를 구출하기 위해 일단의 대원들이 파견되는데, 그 과정에서 이들은 각자의 트라우마(trauma)에 사로잡혀 조금씩 미쳐가게 된다. 이어 조난당한 승무원들이 형언할 수 없는 끔찍한 광경에 처한 모습과 함께, 정신을 완전히 놓아버린 함장이 “그대 자신을 지옥에서 구해내시오(Libera te tutemet ex inferis)”라고 절규하는 장면이 연출된다. 이들 역시 과거의 트라우마에 휩싸여 생지옥에 갇혀버렸던 것이다.
‘이벤트 호라이즌’, 즉 ‘사건의 지평선’은 본디 블랙홀(black hole)의 특이점(singularity)에 너무 가까운 나머지 초속 30만 ㎞의 빛조차도 빠져나오지 못하는 경계를 일컫는다. 빛을 포함한 모든 물질이 이 ‘사건의 지평선’으로 들어가면 나올 수도 없고, 외부에서 관측할 수도 없는 상태가 된다. 이벤트 호라이즌은 이 천문학 용어를 은유하여, 치유받지 못한 과거의 아픈 기억이 인간의 영혼을 파멸시킬 수 있음을 오싹하게 보여줬다.
최근 우리 사회 곳곳에서는 ‘사건의 지평선’에 들어가 고통받고 있는 이들의 목소리가 메아리치고 있다. 연초부터 불거진 학교 폭력 논란은 유명 배구·야구·축구선수들에 대한 폭로로 확산되면서 연예계와 체육계 전반을 강타하는 중이다. 한편 세월호 참사 당시 국가기관 인사들에 대한 무죄 선고 및 무혐의 처분에 유족들이 강하게 반발하고 있으며, 하버드대 교수의 논문으로 야기된 위안부 문제 왜곡 논란은 조야(朝野)를 뜨겁게 달구고 있다.
사건의 피해자들이 겪는 괴로움은 당사자가 아닌 이상 알 수 없을 고통일 터다. 다만 인간으로서의 존엄을 박탈당했던 경험, 소중한 이들을 무력하게 떠나보내야 했던 좌절감, 끝없는 자책과 회한의 심정이 시공을 가리지 않고 피해자들을 엄습해, 매 순간이 그때마냥 느껴지는 ‘무간지옥’ 같지 않을까 감히 짐작해볼 뿐이다. 그 아픔이 인간의 영혼을 얼마나 잠식하고 파탄에 이르게 하는지 상상하기란 결코 쉽지 않다. 그러나 상상하기 어려운 것을 상상할 수 있을 때 우리는 비로소 치유의 첫발을 내딛을 수 있다. ‘사건의 지평선’에 갇힌 피해자들의 아픔이 얼마나 심대한지, 그 상처를 아물게 하려면 어떤 조치가 필요하고 책임져야 할 이들은 어떻게 처신하면 될지 직시하는 것이야말로 문제 해결의 단초일 것이다.
여기서 강조하고 싶은 점은 과거의 아픔으로 괴로워하는 이들을 ‘사건의 지평선’ 내에서 이해하려는 노력 못지않게 이들을 그 지평에서 건져 올리려는 시도 역시 중요하다는 것이다. 피해자들의 고통에 공감하며 책임져야 할 이들의 사죄와 합당한 배상을 요구하는 일은 마땅히 계속돼야 하지만, 이들의 트라우마를 불필요하게 들춰내고 ‘피해자다움’을 강요하는 것은 오히려 상처를 덧나게 하는 처사다. 특히 피해자 보호의 미명 하에 ‘사건의 지평선’을 하나의 성역(聖域)으로 둔갑시켜 이들을 그 지평에 계속 머무르게 하는 것은 무엇보다도 경계해야 할 일이다.
진정한 치유는 피해자들의 억눌린 마음을 최대한 해소해주는 한편 그들이 더는 과거의 아픔에 사로잡히지 않고 일상을 원만히 회복할 수 있도록 하는 것이 아닐까. 괴로운 기억 속에 몸부림치는 이들이 ‘사건의 지평선’을 무사히 벗어날 수 있기를 간절히 바란다.
고용준 간사
삽화: 김윤영 기자
초고밀도의 천체인 블랙홀은 천체의 일종이면서 아주 강한 중력을 지녀 빛조차 빠져나가지 못하기 때문에 직접적이 관측이 어렵다. 이처럼 우주에서 가장 극단적인 존재인 블랙홀 대해, 교육 유튜브 채널인 쿠르츠게작트(Kurzgesagt)가 애니메이션 영화로 해설해 놓았다.
쿠르츠게작트의 교육 애니메이션은 블랙홀에 대해 생각하기 전에 우선 공간과 시간에 대해 이해할 것을 주문한다.
우주는 공간과 시간 속에서 존재하고 있는데, 공간과 시간은 고정된 무대가 아니다. 공간과 시간은 어디까지나 상대적인 것이어서, 물체의 질량에 의해 공간이 찌그러지는 일도 있고, 공간의 왜곡이 물체의 움직임을 좌우하기도 한다.
천체가 공간상에 있으면 공간이 왜곡되고 중력이 발생하지만 블랙홀은 찌그러지는 것이 아니라 마치 함정 같은 것이다.
블랙홀은 거대한 항성의 말로다. 별이 자신의 중력을 견뎌낼 수 없게 되면 중력 붕괴를 일으켜 광속의 4분의 1이라는 속도로 압축된 코어가 중성자별 또는 블랙홀이 된다.
엄청나게 큰 질량이 높은 밀도로 압축된 블랙홀은 시공을 현저하게 왜곡시킨다. 태양의 10배나 되는 질량을 갖는 블랙홀이라 해도 직경은 불과 60킬로미터 정도라고 한다.
블랙홀의 일정한 반경보다 안쪽에 아주 강력한 중력장이 형성돼 있어 빛조차도 탈출할 수 없다. 이 반경을 ‘슈바르츠실트 반지름’이라고 부르며, 슈바르츠실트 반지름을 가진 구면을 ‘사건의 지평선(Event Horizon)’이라고 한다.
사건의 지평선에서는 빛조차 나올 수 없기 때문에 외부에서는 완전 검은색으로 아무것도 보이지 않는다.
그러나 블랙홀 자체를 관찰할 수는 없어도, 블랙홀의 영향을 받고 있는 천체를 관찰함으로써 간접적으로 블랙홀을 관찰할 수 있다.
또 많은 블랙홀에는 ‘응축원반(accretion disk)’이라는 물질의 원반이 존재한다. 블랙홀의 응축원반에 포함된 물질은 광속의 절반 정도의 속도까지 가속할 수 있고, 입자 사이의 미세한 마찰이나 충돌에 의해 10억도나 되는 고온에 도달할 수 있다. 이 때문에 사건의 지평선은 아주 깜깜한데 응축원반은 믿기 어려울 정도로 밝은 것이다.
사건의 지평선의 바깥쪽에 근접하면 빛이 블랙홀을 돌고 돌아와 자기 자신의 모습이 바로 그 자리에 나타난다. 이것은 중력에 의해 빛이 블랙홀 주위를 돌기 때문이다.
중력은 빛뿐만 아니라 시간도 왜곡한다. 강력한 중력 하에서는 시간의 흐름이 느려지기 때문에 사건의 지평선에 가까워지면 주변 경관이 가속한 것처럼 보인다. 멀리서 사건의 지평선에 접근하는 물체를 보면 마치 느린 동작으로 움직이는 것처럼 보인다.
블랙홀 근처와 그 이외의 장소에서 흐르는 시간의 차이를 이용하면 미래로 가는 것도 가능하지면, 블랙홀에 접근하는 것은 매우 위험하다.
블랙홀이 작을 경우, 사건의 지평선에 있는 인간의 머리와 다리에 걸리는 중력의 불균형으로 수직 방향이 국수처럼 늘어나는 ‘스파게티화 현상(spaghettification)이 일어난다. 큰 블랙홀에서는 늘어나는 일 없이 사건의 지평선을 통과할 수 있을 것으로 추정된다.
사건의 지평선에 들어가는 인간을 외부에서 관찰하면 마치 인간이 정지한 것처럼 보인다. 이것은 강한 중력으로 시간의 흐름이 느려지기 때문이다.
한편, 사건의 지평선에 들어가는 인간의 측면에서는, 주위는 어둠에 쌓이고 작은 지점에서만 외부가 보이는 상태가 된다.
사건의 지평선의 내부에서는 시공이 왜곡돼 있으며, 어디로 향해 전진하려고해도 블랙홀의 중심으로 빨려 들어간다.
블랙홀의 중심에 있는 특이점(gravitational singularity)은 중력장이 무한대가 되는 장소이며, 모두가 무한히 작게 압축된다. 특이점에 압축된 물질은 모든 특성을 잃기 때문에 블랙홀에 존재할 수 있는 성질은 질량•각운동량•전하 3가지밖에 없다.
개별 블랙홀에 존재하는 차이는 소립자의 차이와 같은 것이다. 시공의 곡률과 밀도가 무한대가 되는 특이점은 계산으로 처리할 수 없기 때문에 일반상대성이론을 포함한 기존의 물리법칙이 성립되지 않는다.
특이점이 무엇인지를 생각하는 것은 매우 어려운 문제다. 또한 블랙홀은 죽은 별에서 탄생했기 때문에 회전하는 경우가 많고 광속의 90%의 속도로 회전하는 블랙홀도 있다고 한다. 블랙홀이 고속으로 회전하는 경우는 특이점이 고리 모양이 되는 링 특이점을 형성한다.
회전하는 블랙홀의 외측에는 ‘에르고 영역(Ergo Sphere)’라는 영역이 존재하고 물체가 광속 이상의 속도로 끌려간다고 한다.
블랙홀이 최종적으로 어떻게 되는지에 대해서는 스티븐 호킹 박사가 제창한 ‘호킹복사(Hawking radiation)’에 근거하는 설이 있다.
양자 역학으로는, 블랙홀의 사건의 지평선 부근에서는 입자(particle)와 반입자(antiparticle)가 생성되는 쌍생성(Pair Production)이 발생한다.
일반적으로 쌍생성으로 생긴 입자와 반입자는 곧 충돌해 소멸하는데, 사건의 지평선 부근에서 쌍생성이 일어난 경우 한쪽이 특이점에 떨어져도 다른 한쪽이 외부로 달아난다고 호킹 박사는 생각했다.
호킹복사에서 방출되는 입자의 질량은 블랙홀에서 유래하기 때문에 최종적으로 블랙홀은 질량을 방출해 버리고 소멸할 것으로 추정된다.
그러나 블랙홀은 매우 큰 질량을 가지고 있기 때문에 모든 질량을 방출해 소멸하려면 엄청난 시간이 걸릴 것으로 보인다.
블랙홀을 이해하는 일은 현대의 과학으로도 매우 어렵다. 그래서 해명되지 않은 수수께끼가 많아 탐구하는 재미가 있다고 쿠르츠게작트는 끝을 맺는다.