박남식의 신나는 수학여행 - 우주의 청사진을 만든 '빅뱅 후 1초'
빅뱅~!! (가수 말고…^^;)
초고온, 초고밀도인 하나의 점이 폭발하여 현재의 우주가 되었다라는 팽창우주론, 다른 말로는 우주진화론~!! 그런데 여러분은 뻥~!하고 빅뱅이 터진 지 1초 만에 우주 전체의 청사진이 작성되었다는 사실을 아는가?
물론 과학자들의 생각이지만, 우주는 빅뱅 직후 1초 동안에 현재와 같은 모든 항성과 행성을 만드는 기초가 생성되었다고 한다. 상상이 되겠지만 이 짧은 시간에 우주의 기초가 형성되려면 그 사이엔 얼마나 엄청나게 많은 일들이 일어났을까. 또, 그 일들은 얼마나 짧은 시간에 각각 진행되어야 했을까. 바로 이렇게 극단적인 짧은 시간에 일어난 사건들을 설명하기 위해 과학자들이 도입한 것이 최소 시간단위인 ‘플랑크시간’이다. 사실 1플랑크시간은 10-43초로, 보통 사람들의 머리로는 상상하기조차 불가능한 정말 짧은 시간이다. 문제는 이 1플랑크시간 동안 빅뱅이 일어났고, 그와 동시에 전자기력, 중력, 강한 핵력, 약한 핵력이라는 근본적인 4개의 힘이 형성되었으며, 그 후 1초가 되는 순간까지 향후 137억 년 동안 만물을 형성하게 하는 근본인 양성자, 중성자 및 입자, 반입자가 만들어졌다는 것이다. 그러고는 현재에 이르기까지 모든 은하들은 이들을 바탕으로 이것저것 만들어가며 빅뱅의 한 점으로부터 시속 160만㎞로 끊임없이 멀어져 가고 있는 것이다.
뜬금없는 소리겠지만, 나는 이 글을 쓰면서 새삼 느낀 것이 있다. ‘정말 현대과학을 설명하려면 극단적인 작은 수와 큰 수가 반드시 필요하구나~!’라는 생각이다. 물론 수학에도 큰 수와 작은 수를 뜻하는 말이 옛날부터 있어왔다. 즉, 가장 큰 수는 ‘무량대수’라 하여 1068이라는 어마어마한 크기를 나타내게 했으며, 가장 작은 수는 ‘청정’이라 하여 10-21이라는 정말 작은 것을 나타내게 했다. 개인적으론, 그 옛날 이런 큰 수와 작은 수가 정말 필요해서 이렇게 정했을까 싶다. 그런데~!! 현대에 와서는 이런 수조차 평범한 수가 된다. 이제까지 세상에 없었던 새로운 현상들을 과학적으로 설명하기 위해서 더 큰 수나 더 작은 수가 필요해졌기 때문이다.
물론 우리가 생활할 때는 1초도 순간적으로 휙~지나가는 너무 짧은 시간이다. 하지만 지구 전체로 보면, 이 1초 동안에 승용차 1대가 생산되고, 8명의 새 생명이 탄생되며, 80가마의 쌀이 생산되고, 420t의 비가 내리며, 인터넷 댓글은 무려 4만여 개가 달린단다. 즉, 1초란 시간도 다른 시각으로 보면 굉장한 의미를 포함한 긴(?) 시간일 수도 있는 것이다. 따라서 작은 단위나 큰 단위의 무언가를, 평소에 사용하지 않는다고 무시해버리는 행위는 미래의 수학, 과학의 발전을 저해하는 멍청한 일인 것이다.
아마 향후에도 수학과 과학은 더욱 발전하리라. 어느 순간 새로운 이론이 나타나, 그 이론을 설명하기 위해서라도 새로운 수의 단위를 새로 정할 것이다. 다만 이런 글을 통해 여러분이 미리 깨닫고 준비한다면, 그 새로운 수의 단위는 여러분의 이름이 될 수도 있지 않을까? 마치 캘빈이 자신의 이름을 따서 절대온도의 단위를 ‘K’로 만든 것처럼 말이다.
박남식
‘신나는 수학여행’ 집필은 ‘수학나눔연구회’ 소속 서울 대치동 유명 강사들이 맡는다. 수학나눔연구회(회장 최문섭)는 20명의 유명 강사들이 교육기부 및 재능기부를 통해 교육환경이 열악한 학생들의 수학 수준을 향상시키기 위해 노력하는 비영리단체다. 이를 위해 현재 무료 수학 인터넷 강의사이트인 ‘수제비넷(www.sujebi.net)’을 운영하고 있다. 대입설명회, 교육불모지의 방과후수업 강의지원, 중·고교 교재 집필, 각종 온라인 교육업체 출강 등으로 재원을 조달하고 있다. 수학나눔연구회 소속 강사들의 저서로는 『최상위 수학』『최고득점 수학』등이 있다.
-------------------------------------------------------------------------
박희성의 맛깔난 잉글리시- "show a leg!"… 다리를 보여달라구??
