宇宙의 慣性으로 코로나19를 본다면[이기진 敎授의 만만한 科學]

東亞日報
入力 2020年 9月 18日 03時 00分

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다시 한 學期가 始作됐다. 1學期와 달라진 點이 있다면 이 狀況에 더 익숙해졌다는 것뿐. 學生들도 이제는 安定的으로 工夫에 沒入하는 것 같다. 周圍의 同僚敎授들도 이제는 인터넷 講義에 많이 친숙해졌다. 硏究亦是, 예전과 같은 活潑한 國際的協力은 어렵지만, 硏究室에서 조용히 進行되는 中이다. 이런 大學의 狀況을 보면 뭔가 慣性의 힘이 붙은 느낌이 든다.

慣性의 法則은 物理學을 배울 때 가장 처음 배우는 뉴턴 物理學의 가장 기초적인 槪念이다. 이 法則의 가장 重要한 키워드는 ‘連續’이다. 어떤 停止狀態나 運動狀態에서 外部의 힘이 作用하지 않으면 物體는 繼續해서 停止해 있거나 그 運動을 繼續하려고 한다. 油槽船이 가던 方向을 90度로 바꾸기 위해서는 엔진을 끄고 數 킬로미터 以上을 더 가야 한다. 이보다 더 무게가 나가는 航空母艦이 方向을 바꾸려면 더 긴 時間과 距離를 必要로 한다. 무거운 物體일수록 方向을 쉽게 바꿀 수 없기 때문이다. 自己가 가던 方向을 바꾸기 위해서는 또 다른 强力한 힘이 必要하다. 그러면 코로나바이러스라는 힘에 依해 바뀐 日常의 變化는 그 方向을 바꾸기 위해서 어떠한 힘과 얼마만큼의 時間이 必要할까?

宇宙를 飛行하는 物體는 自身의 方向을 바꾸기 힘들다. 地球에서는 空氣 속의 粒子들이 飛行하는 物體에 부딪혀 抵抗을 만들지만, 宇宙空間에서는 非行을 막는 抵抗의 힘이 없기 때문이다. 抵抗이 없으면 쉽게 멈출 수 없다. 宇宙에서 宇宙船을 修理하기 위해 宇宙船 밖으로 나와 망치를 휘두르다가 놓치면 망치는 回轉하면서 宇宙 끝 어딘가에 부딪힐 때까지 날아간다. 卽, 慣性의 힘은 그 環境의 支配를 받는다.

우리는 뉴턴 力學의 中心인 太陽을 中心으로 살고 있다. 地球와 太陽은 奇跡的으로 가장 適切한 位置에 놓여 있다. 只今의 位置보다 멀었다면 地球는 火星처럼 얼어붙은 沙漠이 되었을 것이다. 反對로 가까웠다면 地球는 金星처럼 酸性비가 내리는 뜨거운 行星이 되었을 것이다. 멀거나 가깝거나, 둘 다 살아남으려는 生命體에게는 酷毒한 곳이다. 달 亦是地球가 只今과 같은 公轉週期를 維持하는 데 가장 適切한 크기를 가지고 있다. 只今보다 작았다면 地球의 自轉을 妨害해 只今과 같은 安定的인 地球環境이 되기 어려웠을 것이다. 이처럼 地球에 生命體가 進化하면서 살아갈 수 있게 된 것은 달과 地球가 아주 適切한 크기와 距離를 維持한 德分이다.

地球의 크기와 質量亦是 가장 適切한 값으로 만들어져 있다. 萬一地球가 只今의 質量보다 작았다면 重力이 작아져 大氣中에 酸素를 붙잡아둘 수 없었을 것이다. 萬若質量이 컸다면 原始時代에 形成된 有毒가스가 大氣中에 섞여서 生命體가 살아가기 힘들었을 것이다. 이 奇跡 같은 偶然의 一致 속에 해와 달, 地球가 字典과 空轉을 反復하는 中이다.

慣性의 틀 속에서 地球를 비롯해 人間의 삶과 環境이 가장 適切히 세팅되어 있다는 것은 奇跡에 가까운 일이자 가장 다행스러운 일 中 하나다. 그러면 새롭게 登場한 코로나19라는 變數는 어떻게 볼 수 있을까? 物理學으로 보면 이런 堅固한 宇宙의 慣性의 틀 속에서 코로나19 같은 試鍊은 어쩌면 어떤 變化를 만드는 작은 힘 축에도 들지 않을지 모른다. 우리에게는 큰일이지만.

이기진 西江大物理學科敎授

#宇宙 #慣性 #코로나19