무등일보

<칼럼>페르미 역설

입력 2018.12.14. 18:17 수정 2018.12.14. 18:25 댓글 0개
김영태의 약수터 무등일보 주필

엔리코 페르미(Enrico Fermi, 1901~1954)는 물리학이 이론과 실험으로 세분화하기 직전의 마지막 물리학자다. 이론 물리학과 실험물리학에서 탁월한 업적을 남긴 여러 업적 가운데 돋보이는게 원자폭탄 제작에 주요 역할을 한 부분이다.

그는 세계 최초의 원자로 설계 및 원자로 내 원자 핵분열 과정에서 엄청난 에너지가 나온다는 사실을 최초로 확인했다. 그리고 원자로 내 핵 연쇄반응을 인위적으로 조절, 이를 힘(원자력)으로 이용하는데 성공했으며 이는 2차세계 대전 기간 미국의 원자폭탄 제조에 결정적 요인이 됐다.

베타 붕괴 이론을 통해 ‘약력(weak force)’이라는 4번째 힘이 자연계에 존재한다는 사실을 증명하고 중성자를 이용해 새로운 원소를 만드는 연구 영역을 개척하기도 했다. 이런 업적들로 1938년 노벨물리학상을 수상, 천재 물리학자로 명성을 얻게 됐다.

그런 페르미와 관련해 회자됐던 일화가 있다. ‘외계의 지적 생명체’존재 여부다. 왕성하게 활동하던 시절, 페르미는 우주와 관련해 여러 의문을 품었다. 그만의 방정식으로 계산해 ‘우주에는 100만개의 문명이 존재해야 한다’는 가설에 바탕해서다.

‘우주의 나이는 1백수십억년에 이르고 우주 안에는 무수히 많은 항성들이 있다. 그 항성들은 지구와 유사한 행성들을 거느리고 있을 것이다. 그렇다면 지구의 인류와 비슷하거나 더 뛰어난 지적 생명체가 우주에 널리 분포해 그 중 몇몇은 이미 지구를 방문했어야 한다’.

1950년께, 동료들과 식사 자리에서 페르미는 동료들에게 “그러면 그 지적 생명체들은 어디에 있겠는가?”라고 질문을 던졌다. 지구상 인류 외에 지적 생명체 존재 가능성 제기는 페르미가 처음은 아니었으나 그는 이를 ‘외계인의 존재 가능성’에 대한 문제로 단순화했다. 1975년에는 마이클 하트(Michael H. Hart)라는 과학자가 이에 관한 연구를 시작해 ‘페르미-하트의 역설’로 불리게 됐다.

외계인은 존재하지만 인류의 현재 지식 수준으로는 이를 확증할 수 없다. 혹은 지성을 가진 외계인은 존재하지 않거나 극히 드물게 존재하기 때문에 인류가 접촉할 수 없었다. 외계인이 지구를 방문했었더라도 인류가 그것을 알지 못한다. 모든 국가의 정부에 의해 외계인 발견 공표가 보류되거나 통제되고 있다. 또한 외계인은 인류의 예측 가능한 범위(137억 광년 이내의 거리)에 존재치 않아 광속의 장벽으로 흔적이 지구에 도달하지 않았을 뿐이다 등등. 페르미 역설의 골자다.

올해 우주의‘별’이 된 스티븐 호킹 박사도 살아 생전, 우주를 향해 비범한 상상력을 펼쳤다. 그 상상의 한 부분에 페르미가 역설한 것 처럼 무한의 공간이라 할 우주에 과연 인류와 다른 지적 생명체(외계인)가 존재하는가라는 의문이 깊게 자리했었을 것 같다.김영태 주필kytmd8617@naver.com

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