영화 <인터스텔라>는 먼 미래에 지구가 먼지로 뒤덮여 더는 사람이 살 수 없는 환경이 되어 버리자 주인공이 해결책을 찾기 위해 우주 탐사대로 떠나는 내용으로 시작된다. 이에 권진혁 교수(물리학과)와 영화에 등장하는 우주 과학에 대해 얘기해 봤다.
속을 알 수 없는 블랙홀=영화에선 주인공 ‘쿠퍼’가 블랙홀에 들어가 자신의 딸에게 이진법으로 메시지를 전달하는 장면이 나온다. 블랙홀 안에서도 쿠퍼는 살아남아 움직일 수 있었다. 그렇다면 실제로 블랙홀은 어떻게 만들어지며 그 속에선 어떤 현상이 일어날까?
블랙홀은 가스로 이뤄진 행성의 수명이 다하면 만들어진다. 행성의 중심에는 모든 것을 끌어당기는 힘인 ‘중력’이 있다. 그러나 중력이 강한 행성은 가스를 더 끌어당길 수 없을 만큼 끌어당겨, 결국엔 폭발한다. 결국 이 폭발 후엔 엄청난 중력을 가진 블랙홀만 남게 되는 것이다. 그러나 이러한 중력 덩어리가 무조건 만들어지는 것은 아니다. 우리 은하계의 태양보다 10배 이상은 무거워야 블랙홀이 만들어질 수 있다. 만일 우리 지구가 블랙홀이 된다 하더라도 고작 손톱만한 블랙홀이 탄생할 수 있을 정도다.
그렇다면 주인공처럼 블랙홀에 들어가 생존할 수 있는 확률은 얼마나 될까? 현재의 과학기술로는 사실 생존 확률이 없다. 블랙홀은 중력이 너무나도 강력하기 때문에 공간을 왜곡시키기도 하며, 빛을 흡수해 아무것도 없는 공간처럼 보이기도 한다. 영화의 주인공처럼 우주선을 타고 블랙홀 안으로 들어가게 되면, 우리는 계속 늘어나다가 결국엔 찢어지고 말 것이다.
해일의 높이가 산의 높이, 물의 행성=이후 주인공 ‘쿠퍼’는 물만 가득한 행성에 가게 된다. 그는 그곳에서 약 700m의 해일을 만나 오랜 시간을 낭비하게 된다. 영화에서 이 행성은 왜 물로 가득 차 있었을까? 이는 조석간만의 차 때문이다. 실제로도 물만 가득한 행성은 존재한다고 한다.
조석간만의 차(밀물과 썰물)는 달의 인력에 의해 일어난다. 만일 달이 현재 위치의 3분의 1 정도 지구와 가까워진다면, 약 270m 정도의 큰 파도가 육지를 덮어 지구는 금세 물바다가 될 것이다. 이는 달의 중력이 지구와 가까워지게 된다면 육지가 사라진다는 것을 의미한다. 영화 속에선 물의 행성 바로 옆에 블랙홀이 존재하는 것으로 설정된다. 결국 물의 행성은 블랙홀의 중력으로 인해 조석간만의 차가 커져서 지구에선 일어날 수 없는 높은 해일이 발생한 것이다. 계속된 해일로 육지가 사라져 물로 이뤄진 행성이 된 것이다.
현재 캐플러 인공위성으로 행성들을 관측한 결과, 다이아몬드로 이뤄져 있는 행성 등 약 3000개의 행성을 발견했다고 한다. 그렇다면 언젠가는 영화 속 주인공처럼 물만 가득 찬 행성을 직접 볼 수 있지 않을까?
